綠色機(jī)房設(shè)計(jì)建模

《綠色機(jī)房設(shè)計(jì)建?！酚蓵?huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、綠色機(jī)房設(shè)計(jì)摘要：本文是對(duì)綠色機(jī)房設(shè)計(jì)的研究，通過(guò)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)各點(diǎn)溫度與影響因素之間的分析，以及出風(fēng)口溫度和風(fēng)速對(duì)機(jī)房溫度調(diào)節(jié)的作用分別建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和非線性回歸模型。對(duì)于問(wèn)題一，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，熱點(diǎn)出現(xiàn)在冷通道?？梢钥吹皆诰嗫照{(diào)距離一定，且高度小于2.1m時(shí)，冷通道溫度都比熱通道低，但高度大于2.1m的區(qū)域，溫度卻相差不多。因?yàn)榭紤]到空間區(qū)域不同及溫差對(duì)風(fēng)速的影響，而文中所給的數(shù)據(jù)較少，所以對(duì)所給數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式插值處理，得到各不同方位點(diǎn)的溫度坐標(biāo)，運(yùn)用Surfer軟件分別建立流場(chǎng)圖和熱分布圖。對(duì)于問(wèn)題二，因?yàn)闄C(jī)房環(huán)境較為復(fù)雜，運(yùn)用純物理學(xué)公式的方法難以進(jìn)行推導(dǎo)，本文就單

2、純考慮各數(shù)據(jù)之間的內(nèi)部關(guān)系，首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)風(fēng)速對(duì)溫度的相關(guān)性較低，便進(jìn)行了合理的取舍，然后運(yùn)用計(jì)算機(jī)，對(duì)所給數(shù)據(jù)插值，得到更多數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱分布模型，通過(guò)距空調(diào)2.4M各高度點(diǎn)的溫度的預(yù)測(cè)值與真實(shí)值的比較，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?duì)于問(wèn)題三，首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)將各通道區(qū)域內(nèi)部的最高溫度全部集中在距空調(diào)4.1m，高度1.8m的區(qū)域。通過(guò)對(duì)附件3及相關(guān)資料的查閱，本文將各區(qū)域的最高溫度作為考慮因素并命名為熱點(diǎn)。因?yàn)樗o數(shù)據(jù)較少，所以將問(wèn)題二中求出的模型進(jìn)行改進(jìn)，建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)熱分布模型，并合理進(jìn)行插值預(yù)測(cè)，得到不同任務(wù)量下各通道的最高溫度

3、。并通過(guò)對(duì)表格采用控制變量法處理，發(fā)現(xiàn)通道4、5只受機(jī)柜1的影響，通道3靠近機(jī)柜2的位置的溫度只受機(jī)柜2的影響，通道3靠近機(jī)柜3的位置的溫度只受機(jī)柜3的影響。而通道2、1只受機(jī)柜4的影響，于是通過(guò)通道最高溫度與任務(wù)量之間的關(guān)系，建立各通道對(duì)應(yīng)機(jī)柜與任務(wù)量的非線性回歸方程，對(duì)方程組做最優(yōu)化處理，預(yù)測(cè)出不同任務(wù)量下各機(jī)柜的最優(yōu)工作狀態(tài)。對(duì)于問(wèn)題四，利用熱力學(xué)公式，通過(guò)模型二，三中所得到的大量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用能量守恒原理，考慮機(jī)柜產(chǎn)熱率與空調(diào)的制冷效率，及房間的結(jié)露率等方面，分別建立開(kāi)機(jī)時(shí)機(jī)房溫度調(diào)節(jié)模型與關(guān)機(jī)時(shí)機(jī)房溫度調(diào)節(jié)模型預(yù)測(cè)不同任務(wù)量下，機(jī)房最優(yōu)的降溫方案。關(guān)鍵字BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

4、非線性回歸方程；溫度調(diào)節(jié)17一、問(wèn)題的重述由于高密度計(jì)算、多任務(wù)計(jì)算的需要，越來(lái)越多的高性能數(shù)據(jù)中心或互聯(lián)網(wǎng)中心（DC、IDC）正逐漸建成。在現(xiàn)代的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，由于刀片服務(wù)器成本與性價(jià)比高，體積小而被廣泛使用。由于自身能源與冷卻條件限制，這類(lèi)大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心或許每年需要花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元，主要用于計(jì)算設(shè)備及系統(tǒng)冷卻所需的能源費(fèi)用。因此有必要提高數(shù)據(jù)中心設(shè)備的能效，極大化數(shù)據(jù)中心的能源利用率及計(jì)算能力。大約在上世紀(jì)90年代后期，IBM、HP等公司首先提出綠色數(shù)據(jù)中心的概念，并受到世界各國(guó)的廣泛重視。（1）根據(jù)附件1的數(shù)據(jù)，繪出冷、熱通道的熱分布及流場(chǎng)分布及室內(nèi)最高溫度位置。（2）建立

5、描述該問(wèn)題熱分布的數(shù)學(xué)模型及算法，并與測(cè)試案例進(jìn)行比較。（3）如果定義該機(jī)房的總體任務(wù)量為1，根據(jù)你的模型及附件1的流場(chǎng)數(shù)據(jù)，確定服務(wù)器實(shí)際任務(wù)量為0.8及0.5的最優(yōu)任務(wù)分配方案，并給出室內(nèi)最高溫度。（4）如果按照《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》（附件3）C級(jí)要求控制機(jī)房溫度，討論服務(wù)器設(shè)計(jì)任務(wù)量一定條件下，如何控制空調(diào)的送風(fēng)速度或送風(fēng)溫度（可以通過(guò)送風(fēng)槽的出口風(fēng)速與溫度來(lái)描述）。二、基本假設(shè)1.不加入冷空氣時(shí)，內(nèi)部熱空氣已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)2.同一高度內(nèi)，空氣層內(nèi)部相對(duì)穩(wěn)定3.機(jī)房?jī)?nèi)部冷熱空氣處于平衡狀態(tài)，空間位置內(nèi)一點(diǎn)的溫度與時(shí)間無(wú)關(guān)4.附錄三中通道的溫度可近似等于機(jī)柜的機(jī)身溫度5

6、.機(jī)柜各表面的材料相同，即機(jī)柜的各表面的承熱能力是相同的6.空氣的濕度相對(duì)不變7.空氣的動(dòng)能可忽略不計(jì)三、符號(hào)說(shuō)明符號(hào)含義p（m，n，q）位置坐標(biāo)Xi通道的位置Y距離空調(diào)的距離Z距離地面的高度任務(wù)分配權(quán)重風(fēng)速A溫度的關(guān)系矩陣四、模型的建立與求解4.1問(wèn)題一的分析與求解：我們首先介紹以下概念：1、等溫線：同一水平面上氣溫相同的各點(diǎn)的連結(jié)；等溫線上溫度相等；氣溫高的地方的地方等溫線向高緯彎曲，氣溫低的地方向低緯彎曲。等溫線越密集，表示溫差變化越大。172、溫差越大，冷熱空氣之間的相對(duì)速度就越大3、二維圖中x軸代表距離空調(diào)的距離，y軸代表高度；三維圖中z軸代表溫度。4、箭頭方向表示風(fēng)

7、流向的切線，定義箭頭方向所指為正方向。5、顏色的由藍(lán)到紅代表了溫度的由低到高，對(duì)于問(wèn)題一，題目要求利用附錄一數(shù)據(jù)，但我們發(fā)現(xiàn)附錄一的數(shù)據(jù)太少，不足以找到最高溫度與位置的關(guān)系，因此我們利用插值來(lái)增加數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，通過(guò)建立立體坐標(biāo)系，橫坐標(biāo)x表示距離空調(diào)的距離，縱坐標(biāo)y表示點(diǎn)距離地面的高度，立體坐標(biāo)z表示該點(diǎn)溫度，借助專業(yè)軟件Surfer的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理和制圖功能，我們得到機(jī)房通道2和通道3（附錄一只提供通道2和通道3數(shù)據(jù)）的熱分布及流場(chǎng)分布圖如下：圖1.1通道2熱分布17圖1.2通道2熱分布通過(guò)對(duì)