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문제 정의
- 해석은 상용 CFD 프로그램인 ICEPAK을 사용하여 수행하였으며, 난류모델로는 Zero-equation 난류모델을 사용하였다. 본 연구에서는 뜨거운 배출 공기의 재순환으로 인한 CPU의 온도 증가와 그로 인한 랙 상부와 하부의 온도차를 검증하기 위해 랙 서버의 내부 형상을 보다 세밀하게 모델링 하였다. 추가적으로 계산의 정확도를 높이기 위해 서버 입, 출구 영역은 격자점의 수를 별도로 지정하고 객체에 수직인 방향으로 생성되는 격자의 높이를 지정함으로서 격자를 보다 조밀하게 생성 하였다.
- 본 연구에서는 서버의 발열량 변화에 따른 데이터센터 내부의 온도분포 및 유동특성을 해석하였다. 이를 통해 효과적인 내부 환경제어를 위해 적용 가능한 서버 발열량에 따른 냉각시스템의 성능 기준을 선정하기 위해 서버 내부 CPU(중앙처리장치) 발열량이 각각 100, 120, 140 W인 경우에서 냉각공조장치(Computer Room Air Conditioner, CRAC)를 통한 냉각공기의 유입량을 평가하고자 한다.
가설 설정
- 본 연구는 CRAC의 송출량, 즉 챔버 내부로 유입되는 공기의 양의 변화에 따른 CPU의 발열제거와 챔버 내부의 온도분포 그리고 재순환 현상 발생 범위를 분석하기 위해 실시되었으므로, 챔버 내부의 발열은 CPU에서만 발생한다고 가정하였다. CRAC을 통해 유입되는 공기는 CRAC 상부와 하부에 동일한 유량의 팬을 위치시키고 하부 팬에서 토출되는 공기의 온도를 13℃로 설정하여 CRAC을 통한 냉각효과를 모사하였다.
- )을 나타낸다. 서버 내부에 위치한 CPU는 발열이 일정한 것으로 가정하였으며 열에너지 발생이 100, 120, 140 W인 조건에서 해석을 수행하였다.
- 해석모델의 계산영역은 정상상태이며 공기의 밀도, 점성계수 등의 물성치가 일정한 비압축성 난류유동으로 가정하였다. 밀도의 변화에 따른 영향을 고려하기 위해 부력에 대한 효과가 반영되었다.
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