海底数据中心的散热优化设计

桓荣雨

编者按：受“大数据”及“互联网+”热潮以及国内政策因素驱动的影响，全球数据中心行业都呈高速增长态势。近年来提出了“海底数据中心项目（Project UDC）”，通过将服务器等设施安装在具有先进冷却功能的海底密闭的压力容器中，通过与海水进行热交换，利用巨量流动海水对其散热，大大节约了土地资源、水资源等。

这篇文章研究了大体积的集装箱外壳放入海底会引起水压场的变化。通过熵权TOPSIS法分析评价几种较为合适的材料，最后选择了铝合金5052。通过应用面元法计算海底数据集装箱在不同深度中引起的压力场变化，对水压进行定量分析，为了避免水下生物撞击引起集装箱外壳损坏，同时也研究了其耐压结构。由于实际条件的限制，作者通过有限元仿真软件MARC对外壳承受的压力进行仿真分析，最终得到优化后的深度。

问题重述

据统计，全球数据中心每年消耗的电量，占全球总电量的2%左右，而其中能源消耗的成本占整个IT行业的30%-50%，特别是电子器件散热所需消耗的能量占比极大。

目前，国内大数据中心主要建设在内陆地区，但大数据中心建设在陆地上需要占用大量土地，冷却时需要消耗大量的电能和冷却水资源，并花费大量建设成本。由于沿海发达省市数据中心增长迅猛，类似的资源矛盾尤为突出。

问题1：固体在液体中的冷却的方式主要是对流传热，对流传热可分为自然对流和强制对流。假定数据中心集装箱的尺寸为……