基于热对流定律的海底数据中心散热优化设计

王菲 魏萍 梁家豪

摘要：海底数据中心项目不仅无须占用陆上资源，还能节约能源，是一种绿色可持续发展的大数据中心解决方案。为此，将数据中心的实际散热问题简化为平面热流模型，通过确定边界条件将流体力学问题转化为线性规划模型，利用Matlab求解得到IU服务器的最优个数范围，同时利用Workbench中瞬态热力学模块进行IU服务器的最优个数分析检验，解决了数据中心的散热问题。

关键词：热对流定律；能量方程；Workbench

中图分类号：TP308文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）35-0040-04

Thermal Optimization Design of Subsea Data Center Based on the Law of Thermal Convection

WANG FeiWEI PingLIANG Jiahao（Shandong University of Science and Technology， Resource College， Taian Shandong 271019）

Abstract： The subsea data centre project not only eliminates the need for land-based resources， but also save energy consumption， which is a completely green and sustainable solution for large data centers. For this ， the actual heat dis？ sipation problem of the data center is simplified into a planar heat flow model， and the hydrodynamic problem is transformed into a linear programming model by determining the boundary conditions， and the optimal number range of iu servers is obtained by using Matlab solution. Further， the optimal number of iu servers is analytically checked using the transient thermodynamics module in Workbench，the heat dissipation problem of the data center is settlecd.

Keywords： thermal convection law；energy equation；Workbench

1研究背景

据相关统计，全球数据中心每年消耗的电量占全球总电量的2%左右，然而其中能源消耗的成本占全行业的30%～50%，尤其是电子元器件散热所耗能量占比巨大。海底数据中心项目（Project UDC）的原理是将服务器等互联网设施安装在具有冷却功能的海底密闭的压力容器件中，用海底复合缆供电将数据回传；至互联网海底数据中心与海水进行热交换，利用大量海水的流动对服务器等互联网设施进行散热，有效节约了能源。与此同时，海底数据中心对陆地占用极少，没有冷却塔，也无须淡水消耗，既能够包容海洋牧场等生态类活动，又能够与海上石油平台等工业类活动互相服务。将数据中心部署在沿海城市的附近水域，能夠有效缩短数据与用户的距离，不仅无须占用陆上资源，还能节约能源消耗，是一种绿色可持续发展的大数据中心解决方案。

2基于热对流定律的服务器基础模型

2.1数学化……