Комплексное математическое моделирование ЦОД

Математическое Моделирование от профессионалов

Комплексное математическое моделирование ЦОД Окей Телеком в Чехии

Компания ОКЕЙ-Телеком разместила свои дата-центры в Чехии. Поэтому это была не только интересная работа, но и увлекательное путешествие для специалистов нашей компании. Не смотря, на то что Чехию мы так и не успели как следует посмотреть, насладиться дружеской, даже семейной, атмосферой местной команды удалось в полной мере. Да и задачи, возникшие перед нами, были довольно интересными.

Во-первыхэто оптимизация температуры в холодном коридоре действующего машинного зала. Тут и натурные замеры с термоанемометром и верификация численной модели, и решение задачи при помощи моделирования и мозгового штурма на месте, так сказать в боевых условияхпрямо на поле боя. Во-вторыхзадача состояла в моделировании охлаждения серверных комнат 3-х новых машинных залов. В них уже начался монтаж и было частично закуплено оборудование для поддержания температуры в холодном коридоре. В-третьихэто задача по моделированию показателей эффективности ЦОД, с целью оптимизировать компоновку систем охлаждения. Основываясь на показателях эффективности ЦОД необходимо было определить необходимость установки дополнительного экономайзера к уже заложенной функции фри-кулинга.

Вторая и третья задачи как раз и являются наглядным примером комплексного математического моделирования ЦОД.

Для решения первой задачи были проведены натурные замеры и построена математическая модель функционирующего машинного зала. Модель отражала все тонкости и нюансы, важные для расчета, такие как установленные под фальшполом серверной направляющие, снятые в результате замеров температуры на выходе из оборудования охлаждения серверной комнаты и прочее. Результаты моделирования были верифицированы по натурным замерам, после чего рассчитывались различные варианты для оптимизации температуры в холодном коридоре.

Для решения второй и третьей задачи на месте были собраны все необходимые данные. Это документы, паспорта оборудования, мониторинг графиков нагрузок, опрос персонала по особенностям и алгоритмам работы. Само моделирование проводилось уже по возвращении.

CFD-Моделирование новых машинных залов проводилось для 3-х режимов работы: с частичной нагрузкой, с полной нагрузкой и в аварийных режимах. В рамках работы проводился анализ воздухораспределения под решетками фальшпола серверной, наличия эффекта эжекции, температуры холодных коридоров и опасности перегрева оборудования. Кроме того, в процессе моделирования, были найдены места оптимальной расстановка оборудования для охлаждения серверной комнаты. Последняя задача решалась по анализу течений под фальшполом серверной и минимизации обратных токов через перфорированные решетки фальшпола серверной.

При помощи инструментов Энергомоделирования были рассчитаны показатели эффективности ЦОД (определен «реальный» и среднегодовой PUE), найдена оптимальная с точки зрения энергопотребления компоновка и режим работы кондиционеров.

В целом была проведена огромная работа по натурным исследованиям и комплексному математическому моделированию. Рассчитаны более 40 математических моделей, что в итоге позволило оптимизировать проектные решения и добиться энергоэффективности, без лишних капитальных затрат.

Направление потока в холодном коридоре
 
Направление потока в холодном коридоре
Течения под фальшполом сереверной
 
Течения под фальшполом сереверной
Комплексное математическое моделирование ЦОД
 
Комплексное математическое моделирование ЦОД
Распределение потоков под фальшполом сереверной
 
Распределение потоков под фальшполом сереверной
Поле температуры в холодном коридоре и линии тока
 
Поле температуры в холодном коридоре и линии тока
Обратные течения через решетки фальшпола серверной
 
Обратные течения через решетки фальшпола серверной