服务器机柜的共享风扇散热研究

发布时间：2017-08-17 20:05

  本文关键词：服务器机柜的共享风扇散热研究

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【摘要】：随着网络化的发展,数据中心在企业中的应用越来越广泛,而作为数据中心的构成单元-服务器机柜的安装密度不断增加,同时由于服务器性能的提高,元件的数目和功耗急剧增加,从而导致服务器散热阻抗大、热流密度高、散热性能差,严重影响机柜性能,甚至有热失效现象出现。针对这种现象,目前市场上一般在服务器中使用多颗风扇进行散热,然后再把服务器安装在机柜中,甚至在机柜上再次安装风扇对系统进行散热,但此种方法散热成本高、散热效率低,造成浪费。本课题提出了一种服务器机柜中使用共享风扇的散热方案,通过将大尺寸共享风扇模组直接安装在机柜上,同时对多台服务器进行共同散热,服务器中不再使用风扇进行散热,减少了风扇数量的使用,提高了散热效率,解决了服务器机柜及数据中心的散热问题。研究内容为结合热流仿真开展机柜系统和服务器元件的散热设计,包括设计系统级散热风扇的尺寸及性能参数,并根据风扇特性确定布局;根据主板元件的布局提出元件的散热方案并设计其散热器;通过散热测试及仿真,提出优化散热方案;完成风扇智能控制的设计,以满足机柜在不同条件下的散热要求。目前方案已通过热流仿真及优化,完成散热方案实验验证,验证结果证明散热方案可以满足服务器机柜散热需求。使用风扇自动控制转速设计,通过实验证明服务器自动控制风扇转速可满足不同条件下的工作状况。
【关键词】：服务器机柜 共享风扇 仿真模型 实验验证 数据分析
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP368.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 研究的目的与意义8-10
• 1.2 国内外发展概况及研究现状10-13
• 1.3 本文的主要研究内容13-14
• 第2章 机柜中共享风扇的散热研究14-28
• 2.1 引言14
• 2.2 服务器机柜热设计分析14-24
• 2.2.1 传统散热方案和共享散热方案的分析14-15
• 2.2.2 共享风扇的特点及布局15-16
• 2.2.3 机柜的散热设计16-19
• 2.2.4 共享风扇性能参数的设计19-23
• 2.2.5 机柜中服务器的散热设计23-24
• 2.3 散热部件的开发24-27
• 2.3.1 风扇及其模组24
• 2.3.2 CPU散热器24-26
• 2.3.3 芯片散热器26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 服务器机柜热流仿真28-39
• 3.1 引言28
• 3.2 仿真模型的建立及运算28-38
• 3.2.1 关键元件模型的建立29-30
• 3.2.2 服务器模型的建立30-31
• 3.2.3 等效服务器机柜模型的建立31-34
• 3.2.4 边界条件的设定34-35
• 3.2.5 服务器模型网格划分及收敛曲线35-36
• 3.2.6 仿真结果36-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 服务器机柜的散热验证及优化39-56
• 4.1 引言39
• 4.2 散热验证的方案及步骤39
• 4.3 散热验证的准备工作39-47
• 4.3.1 散热条件最差服务器的确定39-41
• 4.3.2 测试仪器的说明及使用41-43
• 4.3.3 关键元件功耗的测量43-45
• 4.3.4 测量点的分布45-47
• 4.4 NODE 22服务器散热验证及分析47-49
• 4.4.1 实验数据分析方法47-48
• 4.4.2 测试结果48-49
• 4.5 服务器的仿真优化49-55
• 4.5.1 优化方向及模型49-50
• 4.5.2 优化后仿真温度图及流场图50-51
• 4.5.3 机柜优化51-52
• 4.5.4 优化后验证结果52
• 4.5.5 仿真精度52-53
• 4.5.6 风扇自动控制及验证53-55
• 4.6 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-62
• 个人简历62

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本文编号：690837