SoSo CAD
Bilimsel makalePDF2023

Hibrit Soğutmalı Veri Merkezleri için Bir Soğuk Plaka Tasarımının Birleşik Isı Transferi Modellemesi

Özgün başlık Conjugate Heat Transfer Modeling of a Cold Plate Design for Hybrid-Cooled Data Centers

Energies (MDPI AG) · Aras Dogan, Sibel Yilmaz ve diğerleri

Design and Simulation Technologies (Türkiye) ve Blockheating B.V. (Hollanda) araştırmacıları, bir Open Compute Project sunucu CPU'su üzerindeki kendi yılan biçimli mikro kanallı soğuk plaka tasarımı için açık kaynaklı OpenFOAM birleşik ısı transferi modeli kurdu.

Belgeyi okuİndir (PDF, 6,8 MB)Özgün kaynağa git

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Bu sayfada

Özet

Sıvı soğutmalı sunucular hibrit soğutmalı veri merkezlerinin enerji tüketimini ve çevresel ayak izini azaltmak için kullanılabilir; CFD modeli hava ve sıvı soğutmalı sunucuların ısıl simülasyonu için tek ortamda çok yararlı içgörüler sağlayabilir. Çalışma CPU'dan havaya ve soğuk plakaya ısı transferini ısıl macun etkisini dikkate alarak simüle eden birleşik ısı transferi (CHT) sayısal modelini geliştirip deneysel veriyle doğruluyor. Model, CPU ile soğuk plaka arasındaki ısıl macunu açıkça temsil ediyor ve bölgeleri T_f = T_s ve Q_f = -Q_s sınır koşulları ile temas direnci ilişkisiyle eşliyor.

Doğrulama durumları çevre havasını 300 K'de, suyu 315-330 K'de (hız 5 m/s) doğal ve zorlanmış konveksiyon için tuttu. İşletmedeki bir hibrit soğutmalı veri merkezinin ısıl ve IPMI verisinden Latin hiperküp örneklemesiyle akış, ısıl ve iş yükü koşullarını kapsayan yüz örneklik bir veri kümesi üretildi. Yılan biçimli mikro kanallı soğuk plaka CPU'ların ürettiği ısının yaklaşık %97'sini suya aktardı.

Bu veri kümesiyle CPU'dan havaya kaçan artık ısı için deneysel bir denklem uyduruldu ve doğruluğu bir test veri kümesinde doğrulandı. Bu kompakt modelle karışık hava ve sıvı soğutmalı sunuculu bir raf, oda düzeyi CFD'de hızlıca simüle edilebiliyor. Alıntılanan 1,2 kW BT kapasiteli bir mikro veri merkezi yaklaşık 50 °C azami çıkış suyu sıcaklığına ulaştı.

Sınırlar: tek bir soğuk plaka tasarımı ve OCP sunucu CPU'su için uydurulmuş denklem; başka plaka veya sunucu geometrisine doğrudan aktarılamaz. OpenFOAM vaka dosyaları GitHub'da (DSTECHNO/NusseltNumber) paylaşılıyor.

Öne çıkan noktalar

  1. Yılan biçimli mikro kanallı soğuk plaka CPU'ların ürettiği ısının yaklaşık %97'sini suya aktardı.
  2. CHT modeli CPU ile soğuk plaka arasındaki ısıl macunu açıkça temsil ediyor; bölgeleri T_f = T_s ve Q_f = -Q_s sınır koşulları ve temas direnci ilişkisiyle eşliyor.
  3. Doğrulama durumları çevre havasını 300 K'de, suyu 315-330 K'de (hız 5 m/s) doğal ve zorlanmış konveksiyon için tuttu.
  4. İşletmedeki bir hibrit soğutmalı veri merkezinin ısıl ve IPMI verisinden Latin hiperküp örneklemesiyle yüz örneklik akış, ısıl ve iş yükü veri kümesi üretildi.
  5. Alıntılanan 1,2 kW BT kapasiteli bir mikro veri merkezi yaklaşık 50 °C azami çıkış suyu sıcaklığına ulaştı.
  6. OpenFOAM vaka dosyaları GitHub'da (DSTECHNO/NusseltNumber) herkese açık paylaşılıyor.

Tasarımda kullanımı

  • Hibrit soğutmalı raflarda soğuk plakalı sunucuyu oda ölçekli CFD'de kompakt model olarak temsil edin: CPU ısısının soğuk plakaya giden (~%97) ve havaya kaçan artık payını ayrı modelleyin.
  • Soğuk plaka modelinde ısıl macun (temas direnci) katmanını açık girdi yapın; CPU-plaka arayüzü ısıl dirence önemli katkı yapar.
  • Uydurulmuş artık ısı denklemini yalnızca eğitildiği sunucu ve plaka tasarımı için kullanın ve başka tasarımlarda yeniden türetin.

Aylık bülten · ücretsiz

Referans listeniz güncel kalsın

Ayda bir: yeni eklenen kaynaklar, Türkiye mevzuatındaki değişiklikler ve yaklaşan veri merkezi etkinlikleri.

SoSo CAD

Soğutma kapasitenizi tasarımla birlikte kontrol edin

SoSo CAD’de zonların ısı yükünü, kullanılabilir kapasitesini ve en büyük ünite kaybındaki kapasite dengesini inceleyin.

Demo iste
SoSo CAD soğutma çalışma alanında zon yükleri ve kapasite dengesi

Kimler okumalı

Hibrit hava ve sıvı soğutmalı sunucuları oda ölçekli CFD'de modelleyen termal mühendisler ve araştırmacılar.

Belgenin bölümleri

  1. 1. Giriş
  2. 2. Yöntemler (2.1 Yönetici denklemler, 2.2 Sayısal model, 2.3 Isıl macun modelleme)
  3. 3. Sonuçlar (3B model, ağ bağımsızlığı çalışması, 3.2 Isıl analiz, sıcaklık ve hız alanları, uygulama)
  4. 4. Sonuçlar

İlgili standartlar

  • OCP server specifications

Belgeyi okuyun

cold-plate-cht-hybrid-cooled-dc-2023.pdf

PDF · 6,8 MB · İngilizce

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

İndir (PDF, 6,8 MB)Tarayıcıda aç

Belge, lisansı yeniden dağıtıma izin verdiği için özgün haliyle ve değiştirilmeden sunulmaktadır.

Yayın bilgileri

Yazarlar
Aras Dogan; Sibel Yilmaz; Mustafa Kuzay; Dirk-Jan Korpershoek; Jeroen Burks; Ender Demirel
Yayıncı
Energies (MDPI AG)
Yıl
2023
Cilt
16
Sayı
7
Sayfalar
3088
Belge dili
İngilizce
Kaynak türü
Bilimsel yayın
Erişim
Açık lisans — indirilebilir
Lisans
CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz
Lisans kanıtı
www.mdpi.com
Özgün lisans notu (İngilizce)

PDF p.1 states the article is open access under the Creative Commons Attribution (CC BY 4.0) licence; MDPI publishes all articles under CC BY 4.0.

Künye

Aras Dogan; Sibel Yilmaz; Mustafa Kuzay; Dirk-Jan Korpershoek; Jeroen Burks; Ender Demirel (2023). Conjugate Heat Transfer Modeling of a Cold Plate Design for Hybrid-Cooled Data Centers. Energies (MDPI AG). 16(7), 3088. https://doi.org/10.3390/en16073088

Sıvı soğutmaHava akışıKabin

Konuyla ilgili etkinlikler

Etkinlik takvimini inceleyin

İçerik ve tüm hakları eser sahiplerine aittir. SoSo CAD yalnızca künye, kendi hazırladığı özet ve kaynağa bağlantı sunar; kaynakların içeriğinden sorumlu değildir.