数据中心封闭冷通道机柜竖直方向流量分配不均匀性的研究

摘要

为探究不同封闭冷通道参数与机柜流动特性对数据中心机柜冷却气流分配的影响，针对封闭冷通道场景构建了二维流动模型，并系统研究了不同流动阻力和机柜流动特性下冷却气流在机柜中的分布趋势。二维模型位于平行于机柜入口的平面，控制方程中采用基于机柜流动特性的负源项来描述穿过机柜的气流。对不同冷通道参数和机柜流动特性的仿真结果表明，当冷通道内流动阻力占主导时，气流更多地集中于机柜底部，顶部更易形成热点；当冷通道内流动由惯性主导时，顶部流量更大，热点则更易出现在底部。机柜流动特性曲线越陡峭，越有助于提升气流在竖直方向的分布均匀性。针对一个实际机房冷通道尺寸的算例开展二维建模仿真，发现适当提高封闭冷通道内的流动阻力可以降低流量分布不均匀性指标（FUI）的极值R_FUI到基线工况的83.0%;通过提高服务器内的流动阻力，优化其流动特性曲线（使其更陡峭）,可以将R_FUI降低至基线工况的55.4%。该研究为量化评估封闭冷通道参数与机柜流动特性对流量不均匀性的改善效果提供了参考。

关键词

机柜冷却气流分配 / 二维建模 / 封闭冷通道

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51721004); 国家自然科学基金委员会—瑞典科研与教育国际合作基金会合作交流项目(51911530157); 能源陕西实验室科技资助项目(ESLB202408)