如果您无法下载资料,请参考说明:
1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币
2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费
3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开
针对这一问题的解决方案是先用matlab软件对给出的数据进行线性插值,得到冷、热通道的热分布及流场分布.再利用计算流体动力学CFD(Fluent)仿真模拟软件,代替实验模拟的方法,对虚拟机房的温度场和速度场进模拟,并对模拟结果进行分析与研究。关于任务量的分配,我们用手工数据筛选,由于工作量较大,根据得出的模拟结果分析,在距离回风孔较远的冷通道的散热能力较弱,而距离回风孔较近的每个通道的散热差不多,所以任务量为0.5的两个机柜应在中间,任务量为0.8的机柜分别置于机房的两端。这样的安排可以降低温度,加强散热,避免了局部过热。从而得到我们所需要的最优任务分配方案。热分布流场分布K-ε湍流模型气流流动的控制方程matlab软件Fluent软件最优任务分配问题重述绿色数据中心的主要目标:测试案例图需要解决的问题问题分析及模型模型一:附件冷通道热分布图冷通道流场分布热通道流场分布模型二:K-ε模型方程—适于完全湍流的流动过程模拟。气流流动的控制方程描述机房空气流动的三维N-S方程(气流流动的控制方程)由下列方程表示:(1)质量守恒方程:(2)动量守恒方程:(3)能量守恒方程:式中:ρ------密度t----时间(s)Xi----坐标位置(m)(i=1,2,3,分别表示x,y,z三个方向的)Ui----为Xi-方向的速度(m/s)μ-----粘性系数P------流体压力(pa)T-------温度(K)Pr-------普朗特数(无因次数)K-ε模型方程—适于完全湍流的流动过程模拟。模型的假设(1)机房的面积一定.(2)不考虑外在环境对温度的影响.(3)机房室内空气为不可压缩且符合Boussinesq假设,即认为流体密度变化仅对浮生升力产生影响.(4)流动为稳态湍流.(5)忽略固体壁面间的热辐射,室内辐射为透明介质.(5)忽略固体壁面间的热辐射,室内辐射为透明介质.(6)假设流场具有高紊流Re数,流体的湍流粘性具有各相同性.(7)气流为低速不可压缩流动,可忽略由流体黏粘性力作用功所引起的耗散热.(8)机房室内气密性良好.(9)机房出风槽的出风口均在两个冷通道,出风风速相同.标准K-ε模型的方程湍流动能方程k扩散方程ε:式中:Gk------由层流速度梯度而产生的湍流动能;Gb-------由浮力产生的湍流动能;Ym-------在可压缩湍流中,过度的扩散产生的波动;C1,C2,C3----常量----K方程的湍流普朗特数(无因次数);------方程的湍流普朗特数(无因次数);Sk,S-------自定义湍流速度由下式确定:其中是常量.模型常量如下:=0.09,=1.44,=1.92,=1.0,=1.3,这些常量是从试验中得来,包括空气、水的基本湍流.RNG模型当重力和温度要出现在模拟中时,Fluent中的K-模型在K方程中考虑到了浮力的影响,相应的也在方程中考虑了,浮力由下式给出:从K方程中可看出,湍流动能趋向增长在不稳定层中.对于稳定层,浮力倾向于抑制湍流.在Fluent中,当包括了重力和温度时,浮力的影响总会被包括.当然浮力对于K的影响相对来讲比较清楚,而对方程就不是十分清楚了.E方程受浮力影响的程度取决与常数C,由下式计算:这里v是流体平行与重力的速度分量,是垂直于重力的分量.C将会是1,对速度方向与重力相同的层液,对于浮力应力层它是垂直重力速度,C将会变为0。虚拟机房在gambit中的模拟机房Fluent中解算器的参数设置:边界条件的设置:Fluent解算过程采用Fluent软件里的独立解算法及隐式差分法,设定好模型参数和边界条件后,给定解算的初始值和设定必要迭代步数,进行控制方程的迭代计算,进过迭代达到收敛.从而得到所需要的数据.问题三的求解用筛选的方法根据附件二我们按规定的任务量筛选出最低温度,例如将第一个通道任务量为0.8选出,得出最低温度及其位置,依次将第二第三等通道任务量为0.8的数据筛选出来,得出最低温度及其位置.同理可以将任务量为0.5的最低温度及其位置找到.从而确定机房的任务分配情况:任务量为0.5的机柜在中间位置,任务量为0.8的机柜置于中间两机柜的两侧.以达到加强散热,避免局部过热的最优分配方案.提高数据中心总功率:PUE值为1时是最优状态,若使其接近1,则由公式PUE=数据中心总功率/IT设备电源知,若在设备和电源一定的情况下提高的方法是通过提高计算密度送配风系统根据机房的布局和任务量的分配而合理的进行调节。网络线缆布局:理性理线,优点:节省一些制冷设备消耗的能量,防止混乱线缆造成散热通道堵塞,可以提高制冷效率。任务量分配:根据最优任务量的分配方案,使任务量分散,