KR20190022635A - 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
조절 공간에서의 열-유체 관리를 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 방법은 조절 공간 데이터로부터 조절 공간의 기하학적 구조 및 작동 정보를 검색하는 단계를 포함한다. 조절 공간의 3D 기하학적 구조는 조절 공간 데이터를 파싱함으로써 수치 분석을 위한 메시 생성 모델에 적합한 포맷으로 자동으로 생성된다. 메시 생성 모델을 사용하여 3D 기하학적 구조 내에 메시가 생성된다. 시뮬레이션 데이터는 적어도 복수의 구성 요소의 작동 데이터에 기초하여 생성된다. 조절 공간의 열-유체 모델을 시뮬레이션하기 위해 시뮬레이션 데이터가 메시에 적용된다.
Description
관련 출원 및 우선권에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 6월 16일자로 인도에 출원된 인도 가출원 명세서(명칭: 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 시스템 및 방법) 번호 (201621020683)에 대한 우선권을 주장한다.
본 개시물은 일반적으로 데이터 센터와 같은 조절 공간(conditioned space)에 관한 것으로서, 특히, 이에 한정됨이 없이, 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
데이터 센터는 통신 장비, 네트워킹 장비 및 저장 시스템 등과 같은 연관된 구성 요소들과 함께 정보 통신(IT) 장비 및 컴퓨터 시스템을 수용하는데 사용되는 설비이다. IT 장비는 데이터 센터의 랙 또는 프레임 상에 배치될 수 있다. IT 장비는 다양한 동작 및 작업의 처리를 위해 사용되는 결과로 열을 발생시킬 수 있다. 따라서, 데이터 센터에서 과열점의 생성 또는 가열을 방지하기 위해, IT 구성 요소에 의해 발생된 열이 보상/방산될 필요가 있을 수 있다.
데이터 센터는 2가지 주요 용도, 즉 장비를 가동하는데 필요한 전력 및 장비를 냉각시키는데 필요한 전력으로 인해 많은 전력을 소비한다. 데이터 센터의 냉각 비용을 줄이기 위해서는, 열적으로 최적의 방식으로 데이터 센터를 설계하여 가동하는 것이 바람직하다. 따라서, 전체 데이터 센터의 열 분석은 데이터 센터의 최적의 열 성능을 보장할 수 있다.
본 개시물의 실시형태는 종래의 시스템에서 발명자에 의해 인식된 전술한 하나 이상의 기술적 문제점에 대한 해결책으로서 기술적 개선을 제시한다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 프로세서 구현 방법이 제공된다. 방법은 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 조절 공간과 연관된 조절 공간 데이터를 포함하는 데이터 입력 파일을 획득하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 수치 분석을 위한 메시(mesh) 생성 모델에 적합한 포맷으로 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하는 단계를 포함하며, 수치 분석을 위한 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하는 단계는, 조절 공간의 복수의 구성 요소와 연관된 기하학적 데이터를 획득하기 위해 조절 공간 데이터를 파싱(parsing)하는 단계로서, 기하학적 데이터는 해당하는 명명 규칙으로 복수의 포인트, 복수의 라인 및 복수의 표면에 의해 복수의 구성 요소를 표현하는, 단계; 및 파싱된 기하학적 데이터에 기초하여, 수치 분석을 위한 메시 생성 툴에 적합한 포맷의 복수의 구성 요소를 갖는 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 생성하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 메시 생성 툴을 사용하여 3D 기하학적 구조 내에 메시를 생성하는 단계를 포함한다. 더욱이, 방법은 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 적어도 복수의 구성 요소의 작동 데이터에 기초하여 시뮬레이션 데이터를 생성하는 단계를 포함하며, 작동 데이터는 복수의 구성 요소의 작동 사양을 나타낸다. 부가적으로, 방법은 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 조절 공간의 열-유체 모델을 시뮬레이션하기 위해 시뮬레이션 데이터를 메시에 적용하는 단계를 포함한다.
다른 실시형태에서, 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 명령을 저장하는 하나 이상의 메모리; 및 하나 이상의 메모리에 결합된 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 포함한다. 하나 이상의 하드웨어 프로세서는 상기 명령에 의해, 조절 공간과 연관된 조절 공간 데이터를 포함하는 데이터 입력 파일을 획득하도록 구성된다. 하나 이상의 하드웨어 프로세서는 상기 명령에 의해, 수치 분석을 위한 메시 생성 모델에 적합한 포맷으로 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하도록 구성된다. 수치 분석을 위한 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하기 위해, 하나 이상의 하드웨어 프로세서는 상기 명령에 의해, 조절 공간의 복수의 구성 요소와 연관된 기하학적 데이터를 획득하기 위해 조절 공간 데이터를 파싱하고, 파싱된 기하학적 데이터에 기초하여, 메시 생성 모델에 적합한 포맷의 복수의 구성 요소를 갖는 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 생성하도록 구성되며, 기하학적 데이터는 해당하는 명명 규칙으로 복수의 포인트, 복수의 라인 및 복수의 표면에 의해 복수의 구성 요소를 표현한다. 또한, 하나 이상의 하드웨어/소프트웨어 프로세서는 상기 명령에 의해, 메시 분석을 사용하여 3D 기하학적 구조 내에 메시를 생성하도록 구성된다. 더욱이, 하나 이상의 하드웨어/소프트웨어 프로세서는 상기 명령에 의해, 적어도 복수의 구성 요소의 작동 데이터에 기초하여 시뮬레이션 데이터를 생성하도록 구성되며, 작동 데이터는 복수의 구성 요소의 작동 사양을 나타낸다. 또한, 하나 이상의 하드웨어/소프트웨어 프로세서는 상기 명령에 의해, 조절 공간의 열-유체 모델을 시뮬레이션하기 위해 시뮬레이션 데이터를 메시에 적용하도록 구성된다.
또 다른 실시형태에서, 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 구현된 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체가 제공된다. 방법은 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 조절 공간과 연관된 조절 공간 데이터를 포함하는 데이터 입력 파일을 획득하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 수치 분석을 위한 메시 생성 모델에 적합한 포맷으로 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하는 단계를 포함하며, 수치 분석을 위한 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하는 단계는, 조절 공간의 복수의 구성 요소와 연관된 기하학적 데이터를 획득하기 위해 조절 공간 데이터를 파싱하는 단계로서, 기하학적 데이터는 해당하는 명명 규칙으로 복수의 포인트, 복수의 라인 및 복수의 표면에 의해 복수의 구성 요소를 표현하는, 단계; 및 파싱된 기하학적 데이터에 기초하여, 수치 분석을 위한 메시 생성 툴에 적합한 포맷의 복수의 구성 요소를 갖는 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 생성하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 메시 생성 툴을 사용하여 3D 기하학적 구조 내에 메시를 생성하는 단계를 포함한다. 더욱이, 방법은 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 적어도 복수의 구성 요소의 작동 데이터에 기초하여 시뮬레이션 데이터를 생성하는 단계를 포함하며, 작동 데이터는 복수의 구성 요소의 작동 사양을 나타낸다. 부가적으로, 방법은 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 조절 공간의 열-유체 모델을 시뮬레이션하기 위해 시뮬레이션 데이터를 메시에 적용하는 단계를 포함한다.
상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조로 설명된다. 도면들에서, 참조 번호의 가장 왼쪽 숫자(들)는 참조 번호가 처음 나타나는 도면을 식별한다. 동일한/유사한 특징 및 구성 요소를 지칭하기 위해 동일한 번호가 도면 전반에 걸쳐서 사용된다.
도 1은 본 개시물의 일부 실시형태에 따른 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 시스템을 구현하는 네트워킹 환경을 도시한다.
도 2는 본 개시물의 일부 실시형태에 따른 열-유체 관리 시스템의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 개시물의 일부 실시형태에 따른 조절 공간에서 열-유체 관리를 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4는 본 개시물의 일부 실시형태에 따라 기하학적 데이터를 획득하기 위해 조절 공간 데이터를 파싱하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 개시물의 일부 실시형태에 따라 좌표를 식별하고 상기 좌표에 명칭을 할당하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 개시물의 일부 실시형태에 따라 조절 공간의 3차원 기하학적 구조를 생성하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 개시물의 일부 실시형태에 따라 시뮬레이션 툴을 위한 시뮬레이션 준비 입력 파일의 준비를 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 개시물의 일부 실시형태에 따라 최종 결과를 위한 후처리 파일을 준비하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 1은 본 개시물의 일부 실시형태에 따른 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 시스템을 구현하는 네트워킹 환경을 도시한다.
도 2는 본 개시물의 일부 실시형태에 따른 열-유체 관리 시스템의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 개시물의 일부 실시형태에 따른 조절 공간에서 열-유체 관리를 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4는 본 개시물의 일부 실시형태에 따라 기하학적 데이터를 획득하기 위해 조절 공간 데이터를 파싱하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 개시물의 일부 실시형태에 따라 좌표를 식별하고 상기 좌표에 명칭을 할당하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 개시물의 일부 실시형태에 따라 조절 공간의 3차원 기하학적 구조를 생성하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 개시물의 일부 실시형태에 따라 시뮬레이션 툴을 위한 시뮬레이션 준비 입력 파일의 준비를 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 개시물의 일부 실시형태에 따라 최종 결과를 위한 후처리 파일을 준비하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
예시적인 실시형태들은 첨부된 도면들을 참조로 설명된다. 도면들에서, 참조 번호의 가장 왼쪽 숫자(들)는 참조 번호가 처음 나타나는 도면을 식별한다. 편의상 모든 경우에서, 동일하거나 유사한 부분을 지칭하기 위해 도면 전반에 걸쳐서 동일한 참조 번호가 사용된다. 개시된 원리의 실시예 및 특징이 본원에서 설명되지만, 개시된 실시형태의 사상과 범주를 벗어나지 않으면서 변형, 개조 및 다른 구현이 가능하다. 이하의 상세한 설명은 단지 예시적인 것으로서 간주되어야 하며, 진정한 범주 및 사상은 이하의 청구범위에 의해 나타내는 것으로 의도된다.
통상적으로, 데이터 센터의 열 분석은 다양한 기술에 의해 달성될 수 있다. 데이터 센터의 열 분석에 사용 가능한 기술 중에서, 전산 유체 역학(CFD)과 같은 수치 시뮬레이션 기술은 의미 있는 통찰력을 제공하는데 효과적이다. 예를 들어, 열 질량 및 에너지 균형 원리에 기초하는 CFD 모델은 에너지 소비, 압력 및 온도를 매우 정확하게 예측하기 위해 데이터 센터를 시뮬레이션할 수 있다. 전형적인 CFD 시뮬레이션은 관심 기하학적 구조의 생성, 기하학적 구조 내부에 메시(수치적 3차원 그리드)의 생성, 생성된 메시에 대한 지배 방정식의 해법, 및 마지막으로 생성된 결과의 분석을 포함한다.
데이터 센터의 분석을 위한 종래의 방법에서, 데이터 수집 툴/소프트웨어를 통해 데이터가 수집되면, CFD 시뮬레이션을 위해 준비된 포맷으로 이를 변환하기 위한 수작업 및 CFD 전문 지식을 필요로 한다. 종래의 시스템에서는, 예를 들어 평가 툴과 같은 이용 가능한 툴을 사용하여 데이터 센터의 2차원 레이아웃이 준비된다. 평가 툴의 세부사항은 인도 특허 출원(출원번호 3758/MUM/2013)에서 제공된다. 또한, 평가 툴에는 랙, CRAC 및 타일 등과 같은 데이터 센터의 표준 구성 요소의 세부사항이 구비된다. 또한, 평가 툴은 데이터 센터의 구조 및 그 안에 위치된 다양한 구성 요소와 연관된 레이아웃 정보와는 별개로, 서버의 열 출력, CRAC들의 포인트 세트, 및 토관(Tile)과 같은 구성 요소의 백분율 개방 등과 같은 상이한 구성 요소들의 작동 정보를 포착한다. 현재 실제로는, 평가 툴로 포착된 모든 세부사항을 CFD 전문가가 판독하고 컴퓨터 이용 설계(CAD) 툴을 사용하여 데이터 센터의 기하학적 구조를 수동으로 생성할 수 있다. 또한, 전문가는 CFD의 전문 지식을 이용하여, 예를 들어 공지된 메싱 툴을 사용함으로써, 생성된 기하학적 구조 내부에 메시를 수동으로 생성한다. 기하학적 구조의 메시가 생성되면, 데이터 센터에 관한 작동 결정을 수행하기 위해 데이터의 시뮬레이션 및 분석을 수행하는데 CFD 툴에 대한 추가적인 전문 지식이 필요하다. 본원에서 알 수 있는 바와 같이, 데이터 센터 분석을 위한 종래의 방법에서는, 기하학적 구조 생성, 메시 생성, 시뮬레이션 및 분석과 같은 다양한 처리 단계들이 반복된다. 더욱이, 각각의 처리 단계는 전문가, 예를 들어 CFD 전문가 및/또는 메시 생성 전문가 등에 의한 수동 개입을 필요로 한다. 따라서, 데이터 센터의 분석 및 관리를 위한 종래의 방법은 번거롭고 상당한 수작업을 필요로 한다.
본 개시물의 다양한 실시형태는 조절 공간의 열-유체 관리의 전체적인 수동 처리를 자동화하기 위한 방법 및 시스템을 개시한다. 조절 공간은 데이터 센터를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 열-유체 관리를 위한 방법은 조절 공간의 구성 요소에 대한 의미 있는 포맷으로 조절 공간과 연관된 데이터를 파싱하는 단계를 포함한다. 그 다음, 상기 데이터는 이를 위해 채택된 적절한 명명 규칙으로 포인트, 라인 및 표면을 표현하는 기하학적 포맷으로 변환된다. 기하학적 포맷의 데이터는 그 내부에 구성 요소들이 표현된 조절 공간의 3D 기하학적 구조로 변환된다. 본원에서, 조절 공간의 3D 기하학적 구조는 메시 분석 및 전산 유체 역학(CFD) 분석에 적합한 포맷으로 생성된다는 점을 유의한다. 예를 들어, 조절 공간의 3D 기하학적 구조는 Ansys ICEM CFD, OpenFOAM snappyHexMesh, Ansys CFX 및 Ansys Fluent 등과 같은 사설 툴과 호환 가능한 포맷으로 생성된다. 기하학적 구조의 포맷은 obj 및 stl과 같은 3D 표면 포맷으로 이루어진다.
상술한 열-유체 관리에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 8을 참조하여 나타낸 흐름도와 관련하여 도시된다.
조절 공간의 열-유체 관리를 위한 방법(들) 및 시스템(들)은 이하의 도면들과 함께 추가로 설명된다. 설명 및 도면들은 단지 본 대상물의 원리를 예시하는 것에 불과하다는 점을 유의해야 한다. 따라서, 본원에서 명시적으로 설명되거나 도시되지는 않지만, 본 대상물의 원리를 구현하고 그 사상과 범주 내에 포함되는 다양한 방식들을 당업자가 안출할 수 있음을 인식할 것이다. 더욱이, 본원에서 열거되는 모든 실시예는 주로 본 대상물의 원리 및 본 발명자(들)가 기술을 발전시키는데 기여된 개념을 독자가 이해하도록 돕는 교육적 목적으로만 명백하게 의도되며, 그러한 구체적으로 열거되는 실시예 및 조건으로 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 대상물의 원리, 양태 및 실시형태와 이의 특정 실시예를 열거하는 본원에서의 모든 설명은 이의 균등물을 포함하는 것으로 의도된다.
도 1은 본 대상물의 실시형태에 따라, 조절 공간을 위한 열-유체 관리 시스템(102)을 구현하는 네트워크 환경(100)을 도시한다. 이하에서 시스템(102)이라 지칭되는 열-유체 관리 시스템(102)은 데이터 센터와 같은 조절 공간의 열-유체 관리를 수행하는데 필요한 분석에 요구되는 관련 단계들의 자동화를 위해 구성된다. 시스템(102)은 예를 들어 컴퓨팅 장치(104)와 같은 컴퓨팅 장치에서 구현될 수 있다. 일 구현예에서, 시스템(102)은 데이터 센터 내에서 구현된다. 대안적으로, 시스템(102)은 데이터 센터의 외부에서 구현될 수 있다. 데이터 센터는 정보 기술(IT)/소프트웨어 회사와 연관될 수 있다.
본 개시물은 시스템(102)이 서버 상에서 구현되는 것을 고려하여 설명되지만, 시스템(102)은 또한 랩톱 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 워크스테이션, 클라우드 기반 컴퓨팅 환경 등과 같은 다양한 컴퓨팅 시스템에서 구현될 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 일 구현예에서, 시스템(102)은 클라우드 기반 환경에서 구현될 수 있다. 시스템(102)은 이하에서 사용자 장치(106)로 총칭되는 하나 이상의 사용자 장치(106-1, 106-2 ... 106-N)를 통해 또는 사용자 장치(106)에 있는 애플리케이션들을 통해 다수의 사용자에 의해 액세스될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 사용자 장치(106)의 실시예는 휴대용 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기, 휴대용 장치, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 워크스테이션 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 사용자 장치(106)는 네트워크(108)를 통해 시스템(102)에 통신 가능하게 결합된다.
일 실시형태에서, 네트워크(108)는 무선 또는 유선 네트워크, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 실시예에서, 네트워크(108)는 가상 사설 네트워크(VPN), 인트라넷, 근거리 통신망(LAN), 광역 통신망(WAN), 인터넷 등과 같은 상이한 유형의 네트워크들 중 하나로서 컴퓨터 네트워크로 구현될 수 있다. 네트워크(106)는 예를 들어, 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP), 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(TCP/IP), 및 무선 애플리케이션 프로토콜(WAP)과 같은, 서로 통신하기 위해 다양한 프로토콜을 사용하는 상이한 유형의 네트워크들의 연합을 나타내는 전용 네트워크 또는 공유 네트워크일 수 있다. 또한, 네트워크(108)는 라우터, 브리지, 서버, 컴퓨팅 장치, 저장 장치를 포함하는 다양한 네트워크 장치를 포함할 수 있다. 네트워크(108) 내의 네트워크 장치들은 통신 링크들을 통해 시스템(102)과 상호 작용할 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 시스템(102)은 휴대용 장치, 랩톱 또는 다른 휴대용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 이동 전화, PDA, 스마트폰, 및 데스크탑 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 장치(104)에서 구현될 수 있다. 또한, 시스템(102)은 워크스테이션, 메인프레임 컴퓨터, 서버 및 네트워크 서버에서 구현될 수 있다. 일 실시형태에서, 시스템(102)은 예를 들어 저장소(112)와 같은 데이터 저장소에 결합될 수 있다. 저장소(112)는 시스템(102)에 의해 처리, 수신 및 생성되는 데이터를 저장할 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 시스템(102)은 데이터 저장소(112)를 포함할 수 있다. 시스템(102)의 구성 요소 및 기능은 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
도 2는 예시적인 실시형태에 따른 열-유체 관리 시스템(200)의 블록도를 도시한다. 열-유체 관리 시스템(200)(이하에서 시스템(200)이라 지칭됨)은 시스템(102)(도 1)의 실시예일 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 시스템(200)은 예를 들어 시스템(102)(도 1)과 같은 시스템으로 구현될 수 있거나 또는 이와 직접 통신할 수 있다. 일 실시형태에서, 시스템(200)은 데이터 센터와 같은 조절 공간의 열-유체 관리의 자동 분석을 가능하게 한다. 시스템(200)은 프로세서(202)와 같은 하나 이상의 하드웨어 프로세서, 메모리(204)와 같은 적어도 하나의 메모리, 및 I/O 인터페이스(206)를 포함하거나 그렇지 않으면 이와 통신한다. 프로세서(202), 메모리(204) 및 I/O 인터페이스(206)는 시스템 버스(208) 또는 이와 유사한 메커니즘과 같은 시스템 버스에 의해 결합될 수 있다.
I/O 인터페이스(206)는 예를 들어, 웹 인터페이스, 그래픽 사용자 인터페이스 등과 같은 다양한 소프트웨어 및 하드웨어 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스(206)는 예를 들어, 키보드, 마우스, 외부 메모리, 카메라 장치 및 프린터와 같은 주변 장치(들)를 위한 인터페이스들과 같은 다양한 소프트웨어 및 하드웨어 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 인터페이스(206)는 시스템(102)이 웹 서버 및 외부 데이터베이스와 같은 다른 장치들과 통신할 수 있도록 할 수 있다. 인터페이스(206)는 예를 들어, 근거리 통신망(LAN), 케이블 등과 같은 유선 네트워크, 및 무선 LAN(WLAN), 셀룰러 또는 위성과 같은 무선 네트워크를 포함하는 광범위한 네트워크 및 프로토콜 유형 내에서 다중 통신을 가능하게 할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 인터페이스(206)는 다수의 컴퓨팅 시스템을 서로 연결하거나 다른 서버 컴퓨터에 연결하기 위한 하나 이상의 포트를 포함할 수 있다. I/O 인터페이스(206)는 다수의 장치를 서로 연결하거나 다른 서버에 연결하기 위한 하나 이상의 포트를 포함할 수 있다.
하드웨어 프로세서(202)는 하나 이상의 마이크로 프로세서, 마이크로 컴퓨터, 마이크로 제어기, 디지털 신호 프로세서, 중앙 처리 장치, 상태 머신, 논리 회로, 및/또는 작동 명령에 기초하여 신호를 처리하는 임의의 장치로서 구현될 수 있다. 다른 기능 중에서도, 하드웨어 프로세서(202)는 메모리(204)에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령을 인출 및 실행하도록 구성된다.
메모리(204)는 예를 들어, 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM) 및 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM)와 같은 휘발성 메모리, 및/또는 판독 전용 메모리(ROM), 소거 가능한 프로그래머블 ROM, 플래시 메모리, 하드 디스크, 광학 디스크 및 자기 테이프와 같은 비휘발성 메모리를 포함하는 당업계에 공지된 임의의 컴퓨터 판독 가능한 매체를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 메모리(204)는 복수의 모듈(220), 및 하나 이상의 모듈(220)에 의해 처리, 수신 및 생성되는 데이터를 저장하기 위한 저장소(240)를 포함한다. 모듈(220)은 특정 작업을 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포함할 수 있다.
저장소(240)는 다른 것들 중에서도, 시스템 데이터베이스(242) 및 다른 데이터(244)를 포함한다. 다른 데이터(244)는 다른 모듈들(230)에서 하나 이상의 모듈의 실행의 결과로서 생성된 데이터를 포함할 수 있다. 저장소(240)는 조절 공간 데이터(246)를 유지하도록 추가로 구성된다. 조절 공간 데이터(246)는 조절 공간의 기하학적 데이터(248), 및 조절 공간의 복수의 구성 요소의 작동 데이터(250)일 수 있다. 조절 공간 데이터(246), 기하학적 데이터(248) 및 작동 데이터(250)의 세부사항은 이하에서 보다 상세히 설명된다.
본 대상물에 따라, 시스템(200)은 예를 들어, 데이터 센터와 같은 조절 공간에서 열-유체 관리를 수행한다. 일 실시형태에서, 시스템(200)은 메시 생성 툴 및 후속적으로 수치 시뮬레이션 툴에 적합한 포맷으로 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성한다. 일 실시형태에서, 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 생성하기 위해, 시스템(200)은 조절 공간과 연관된 조절 공간 데이터를 갖는 데이터 입력 파일을 획득한다.
일 실시형태에서, 조절 공간 데이터(246)는 조절 공간의 기하학적 데이터(248) 및 복수의 구성 요소의 작동 데이터(250)를 텍스트 포맷으로 포함한다. 조절 공간의 기하학적 데이터(248)는 조절 공간(246)의 설계 및 레이아웃과 연관된 정보를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 기하학적 데이터는 해당하는 명명 규칙으로 복수의 포인트, 복수의 라인 및 복수의 표면에 의해 복수의 구성 요소를 표현할 수 있다. 룸, 랙 및 CRAC와 같은 구성 요소의 기하학적 데이터는 룸, 랙 및 CRAC의 x-y 좌표, 룸, 랙 및 CRAC의 높이 및 경계를 포함할 수 있다. 조절 공간(246)의 작동 데이터(250)는 조절 공간의 복수의 구성 요소의 작동 사양을 나타낸다. 작동 데이터(250)는 랙의 열 부하, 및 CRAC 및 랙의 유량을 포함할 수 있다. 조절 공간 데이터(246)는 텍스트 포맷으로 데이터 입력 파일에 구현될 수 있다. 상기 파일은 임의의 조절 공간의 기하학적 세부사항 및 작동 세부사항을 포착하도록 개발된 툴에 의해, 미리 정의된 포맷으로 생성될 수 있다. 조절 공간의 기하학적 세부사항 및 작동 세부사항을 생성할 수 있는 툴의 실시예는 앞서 설명된 바와 같은, 파워 인사이트 평가(Power Insight Assess) 툴을 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 실시형태의 범주를 한정하지 않으면서, 조절 공간 데이터(246)는 조절 공간에 대한 데이터를 포착하도록 구성된 임의의 데이터 포착 툴로부터 획득될 수 있음을 유의한다.
시스템(200)은 기하학적 구조 정보(246) 및 작동 정보(248)에 기초하여 조절 공간의 구성과 연관된 수치 그리드(또는 메시)를 생성한다. 본원에서, 수치 그리드는 전체 조절 공간 내부의 시뮬레이션 준비 그리드를 나타낸다. 수치 그리드는 x, y 및 z 방향의 라인들로 데이터 센터의 공간을 분할하여 공간 경계의 내부 및 공간 경계 상에서 모두 노드들로 공간을 채움으로써 생성된다.
일 실시형태에서, 수치 그리드를 생성하기 위해, 시스템(200)은 프로세서(202)를 통해, 메시 분석에 적합한 포맷으로 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성한다. 전형적으로, 조절 공간 데이터를 생성할 수 있는 툴로부터 획득된 데이터 입력 파일은 조절 공간의 3D 기하학적 구조에 대해 직접적으로 사용될 수 없는 포맷으로 되어 있다. 예를 들어, 이러한 데이터 입력 파일에서, 기하학적 데이터 및 작동 데이터는 용이하게 분리되지 않을 수 있다. 따라서, 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하기 위해, 시스템(200)은 조절 공간의 복수의 구성 요소에 해당하는 조절 공간 데이터(246)를 파싱하여 기하학적 데이터(248)를 획득한다. 일 실시형태에서, 상기 파싱은 규칙 세트에 기초하여 수행될 수 있다. 일 실시형태에서, 규칙 세트는 데이터 파일에 나타날 수 있는 각각의 구성 요소에 해당하는 키워드들과 연관될 수 있고, 각각의 키워드는 조절 공간의 기하학적 구조 또는 작동 파라미터들과 연관될 수 있다. 키워드에 기초하여, 데이터를 파싱하는 의도된 작업을 수행하기 위한 규칙이 실행될 수 있다. 일 실시형태에서, CRAC를 위한 데이터 파일에 사용된 키워드는 "DataCenterCracProperties"이다. CRAC에 대한 기하학적 데이터 및 작동 데이터를 추출하는 단계는 데이터 파일에서 상기 키워드를 검색하여 명칭을 갖는 특성을 추출하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 키워드 "crac_height"에 해당하는 'CRAC의 높이' 값이 추출된다. 일 실시형태에서, 기하학적 데이터 및 작동 데이터에 대한 파싱을 위한 규칙 세트는 텍스트 파일에 하드 코딩될 수 있다. 대안적으로, 규칙은 미리 저장된 규칙을 업데이트함으로써 생성될 수 있다. 규칙에 기초하여, 시스템(200)은 조절 공간 데이터를 파싱하여 기하학적 데이터 및 작동 데이터를 획득한다. 조절 공간 데이터를 파싱하는 실시예는 도 4를 참조하여 추가로 설명된다. 기하학적 데이터(248)에 기초하여, 시스템(200)은 복수의 구성 요소를 갖는 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 생성한다.
시스템은 메시 생성 툴을 사용하여 3D 기하학적 구조 내에 메시를 생성하게 된다. 본원에서, 3D 기하학적 구조는 메시 생성을 위해 호환 가능한 포맷으로 생성된다. 일 실시형태에서, 메시 생성 툴은 Ansys ICEMCFD, Ansys mesher 또는 OpenFOAM snappyHexMesh를 포함할 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 메시 분석은 예를 들어, OpenFOAM에서 이용 가능한 메시 생성 툴인 snappyHexMesh와 같은 메싱 툴로 수행될 수 있다. 3D 기하학적 구조의 메싱은 3D 기하학적 구조 내부에 수치 그리드를 생성시킨다.
시스템(200)은 수치 그리드에 기초하여 시뮬레이션 툴을 위한 시뮬레이션 준비 입력 파일들을 구성한다. 일 실시형태에서, 시스템은 복수의 구성 요소의 작동 데이터에 기초하여 시뮬레이션 데이터를 생성한다. 예를 들어, 시스템(200)은 조절 공간 데이터를 파싱하여 다양한 구성 요소에 해당하는 작동 데이터(250)를 추출한다. 예를 들어, 작동 데이터는 구성 요소와 연관된 열 및 유동 관련 데이터를 포함할 수 있다. 시스템(200)은 작동 데이터를 유체 역학 시뮬레이션 준비 포맷으로 변환하여 시뮬레이션 준비 입력 파일을 구성한다. 유체 역학 시뮬레이션 준비 포맷은 상이한 경계면들 및 내부 영역들에서의 법선 속도, 질량 유량 및 온도와 같은 데이터 등을 포함할 수 있다.
시스템(200)은 전산 유체 역학(CFD) 툴을 사용하여 조절 공간의 열-유체 시뮬레이션을 위한 시뮬레이션 준비 입력 파일을 구성한다. CFD 툴의 실시예는 Ansys Fluent, Ansys CFX, OpenFOAM 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 시스템(200)은 시뮬레이션된 데이터를 의미 있는 수로 추출함으로써 최종 결과를 위한 후처리 파일을 준비한다. 조절 공간의 열-유체 관리의 예시적인 상위-레벨 처리 흐름도는 도 3을 참조하여 추가로 설명된다.
도 3은 예시적인 실시형태에 따라, 조절 공간에서 열-유체 관리를 위한 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 방법(300)은 컴퓨터 실행 가능한 명령의 일반적인 맥락으로 설명될 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터 실행 가능한 명령은 특정 기능을 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 컴포넌트, 데이터 구조, 프로시저, 모듈, 함수 등을 포함할 수 있다. 또한, 방법(300)은 통신 네트워크를 통해 접속되는 원격 처리 장치들에 의해 기능들이 수행되는 분산형 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 방법(300)이 설명되는 순서는 제한사항으로서 해석되는 것으로 의도되지 않으며, 임의의 수의 설명된 방법 블록들이 임의의 순서로 결합되어 방법(300) 또는 대안적인 방법을 구현할 수 있다. 더욱이, 방법(300)은 임의의 적합한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
일 실시형태에서, 흐름도에 도시된 방법(300)은 예를 들어, 도 2의 시스템(200)과 같은 시스템에 의해 실행될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 시스템(200)은 예를 들어, 컴퓨팅 장치(104)(도 1)와 같은 컴퓨팅 장치에서 구현될 수 있다.
302에서, 방법(300)은 조절 공간과 연관된 조절 공간 데이터를 갖는 데이터 입력 파일을 획득하는 단계를 포함한다. 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 조절 공간 데이터는 임의의 조절 공간의 기하학적 세부사항 및 작동 세부사항을 포착하는 툴로부터 획득될 수 있다.
304에서, 방법(300)은 메시 생성 및 CFD 분석에 적합한 포맷으로 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하는 단계를 포함한다. 일 실시형태에서, 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 생성하기 위한 방법은 306에서, 조절 공간의 복수의 구성 요소와 연관된 기하학적 데이터를 획득하기 위해 조절 공간 데이터를 파싱하는 단계를 포함한다. 일 실시형태에서, 상기 파싱은 규칙 세트에 기초하여 수행될 수 있다. 일 실시형태에서, 규칙 세트는 데이터 파일에 나타날 수 있는 각각의 구성 요소에 해당하는 키워드들과 연관될 수 있고, 각각의 키워드는 조절 공간의 기하학적 구조 또는 작동 파라미터들과 연관될 수 있다. 키워드에 기초하여, 데이터를 파싱하는 의도된 작업을 수행하기 위한 규칙이 실행될 수 있다. 일 실시형태에서, 기하학적 데이터 및 작동 데이터에 대한 파싱을 위한 규칙 세트는 텍스트 파일에 하드 코딩될 수 있다. 대안적으로, 규칙은 미리 저장된 규칙을 업데이트함으로써 생성될 수 있다. 규칙에 기초하여, 시스템(200)은 조절 공간 데이터를 파싱하여 기하학적 데이터 및 작동 데이터를 획득한다. 조절 공간 데이터를 파싱하는 실시예는 도 4를 참조하여 추가로 설명된다.
308에서, 기하학적 데이터에 기초하여, 메시 분석에 적합한 포맷의 복수의 구성 요소를 갖는 조절 공간의 3D 기하학적 구조가 생성된다. 일 실시형태에서, 기하학적 포맷의 데이터는 컴퓨터 이용 설계(CAD) 툴로 전달되어 모든 구성 요소가 그 내부에 있는 데이터 센터의 3D 기하학적 구조를 생성할 수 있다.
310에서, 방법은 메시 분석을 사용하여 3D 기하학적 구조 내에 메시를 생성하는 단계를 포함한다. 3D 기하학적 구조의 메싱은 조절 공간의 열-유체 모델링을 위한 수치 시뮬레이션에 필요한 3D 기하학적 구조 공간의 내부에 수치 그리드를 생성한다. 조절 공간 내부에 수치 그리드를 생성하면, 전체 조절 공간 내부에 시뮬레이션 준비 그리드가 생성된다. 조절 공간 내부에 수치 그리드를 생성하기 위한 방법을 예시하는 상세한 흐름도는 도 4를 참조하여 추가로 설명된다.
312에서, 방법(300)은 적어도 복수의 구성 요소의 작동 데이터에 기초하여 시뮬레이션 데이터를 생성하는 단계를 포함한다. 작동 데이터는 복수의 구성 요소의 작동 사양을 나타낸다. 314에서, 방법(300)은 CFD 분석에 적합한 포맷으로 조절 공간의 열-유체 모델을 시뮬레이션하기 위해 시뮬레이션 데이터를 메시에 적용하는 단계를 포함한다.
306에서, 방법(300)은 시뮬레이션 툴을 위한 시뮬레이션 준비 입력 파일의 준비를 포함한다. 시뮬레이션 툴을 위한 시뮬레이션 준비 입력 파일의 준비는 그러한 목적으로 사용되는 임의의 전산 유체 역학 툴을 사용하여 조절 공간의 열-물리적 시뮬레이션을 위한 시뮬레이션 준비 파일의 준비를 포함한다. 308에서, 방법(300)은 최종 결과를 위한 후처리 파일을 준비하는 단계를 포함한다.
도 4는 예시적인 실시형태에 따라, 기하학적 데이터를 획득하기 위해 조절 공간 데이터를 파싱하기 위한 방법(400)의 흐름도를 도시한다.
일 실시형태에서, 조절 공간 데이터를 파싱하기 위해, 조절 공간의 다양한 반복되는 기하학적 특징들이 식별된다. 상기 반복되는 기하학적 특징들은 구성 요소들로 그룹화되어 리스트를 형성할 수 있다. 부가적으로, 코너 포인트, 길이, 폭, 높이 등의 좌표들과 같은, 데이터 입력 파일에 나타나는 키워드들도 각각의 구성 요소의 명칭들과 함께 열거된다. 따라서, 방법(400)의 단계(402)에서, 구성 요소 명칭-속성 리스트가 조절 공간 데이터로부터 어셈블링(또는 조합)된다. 구성 요소 명칭-속성 리스트는 복수의 구성 요소의 명칭, 및 복수의 구성 요소의 속성과 연관된 복수의 키워드를 포함한다. 예를 들어, 구성 요소들은 조절 공간의 외측 경계에 대해 룸(ROOM)으로 명명된다. 본원에서, 구성 요소 명칭-속성 리스트는 파싱 전에 어셈블링될 수 있다는 것을 유의한다. 대안적으로, 상기 리스트는 방법(400)의 402로 표시된 바와 같은 파싱의 제1 단계로서 어셈블링될 수 있다.
404에서, 방법(400)은 데이터 입력 파일의 구성 요소 명칭-속성 리스트의 복수의 구성 요소 각각의 존재를 반복적으로 검사하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 구성 요소 명칭-속성 리스트가 액세스될 수 있고, 구성 요소가 이로부터 선택된다. 그 후에, 데이터 입력 파일(텍스트 포맷의)이 액세스될 수 있고, 선택된 구성 요소가 데이터 입력 파일에서 검색될 수 있다.
406에서, 방법(400)은 데이터 입력 파일에 존재하는 것으로 결정되는 복수의 구성 요소 중에서 구성 요소 세트의 기하학적 데이터를 추출하는 단계를 포함한다. 일 실시형태에서, 구성 요소 세트의 기하학적 데이터는 현재의 구성 요소에 대한 기하학적 구조 관련 키워드들을 사용함으로써 추출될 수 있다. 408에서, 방법(400)은 각각의 구성 요소 세트에 대해, 포인트 좌표를 준비하고 구성 요소 세트에 대한 명칭을 할당하는 단계를 포함한다. 410에서, 방법(400)은 파싱된 조절 공간 데이터를 획득하기 위해 할당된 명칭 및 각각의 포인트 좌표와 함께 구성 요소 세트를 저장하는 단계를 포함한다. 본원에서, 조절 공간에 존재하는 모든 구성 요소에 대해 그 처리가 반복된다는 점을 유의한다. 좌표의 식별 및 명칭의 할당을 위한 예시적인 처리 흐름은 도 5를 참조하여 추가로 설명된다.
도 5는 예시적인 실시형태에 따라, 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 생성하기 위해, 좌표의 식별 및 상기 좌표에 명칭을 할당하는 예시적인 표현을 도시한다. 일부 구성 요소들의 좌표들은 폴리라인 기하학적 구조를 나타내며, 구성 요소 명칭-속성에 저장된 이러한 구성 요소들의 좌표들의 순서는 실제 물리적 기하학적 구조의 순서가 아닐 수 있다. 따라서, 리스트에 있는 포인트의 순서와 매칭시키기 위해, 이들을 분류하는 것이 중요하다. 일 실시형태에서, 포인트들을 분류하기 위해, 시스템(예를 들어, 도 2의 시스템(200))은 코너 포인트들만을 포착하여 직선 라인에 있는 중간 포인트들을 제거할 수 있다. 코너 포인트를 포착하는 실시예가 아래에 설명된다.
코너 포인트를 포착하기 위해, 데이터 입력 파일로부터 라인 쌍이 선택되고, 라인 쌍의 해당 종점들 사이의 간격 기준이 결정된다. 도 5를 참조하면, 텍스트 포맷으로 데이터 입력 파일에 존재하는 모든 라인 세그먼트들의 리스트로부터 포인트 a(502로 표시됨) 및 포인트 b(504로 표시됨) 포인트를 갖는 세그먼트 라인 ab(506)가 선택된다. 라인 쌍에 대한 종점들 사이의 간격 기준에 기초하여 라인 쌍의 라인들이 하나의 공통 포인트를 갖는지 여부가 결정될 수 있다. 본원에서, 라인 쌍의 종점들 사이의 하나의 넌-제로 간격 기준 및 하나의 제로 간격 기준은 라인 쌍 사이의 코너 포인트를 나타낸다. 예를 들어, 세그먼트 라인 ab(506으로 표시됨)는 하나의 종점 c(508으로 표시됨) 및 다른 종점 d(510으로 표시됨)를 갖는 다른 라인 cd(512로 표시됨)와 비교된다. 라인 ab(506으로 표시됨)와 라인 cd(512로 표시됨)의 2개의 종점들 사이의 간격 쌍, 즉 (ac, bd) 및 (ad, cd)가 계산된다. 이제 2개의 라인들이 코너 포인트를 형성하면, 하나의 종점들 사이의 간격은 제로가 되고, 다른 2개의 종점들 사이의 간격은 넌-제로가 될 것이다. 예를 들어, 가능성 ac (514로 표시됨) = 0 및 bd ≠ 0에서, 이는 종점 a 및 종점 c가 코너 포인트를 형성하기 때문에 결과(516)를 제공한다. 유사하게, 가능성(518), 가능성(522) 및 가능성(526)에서, 결과(520), 결과(524) 및 결과(528)는 포인트 b 및 d, 포인트 a 및 b, 그리고 포인트 b 및 d가 코너 포인트들임을 나타낸다. 이러한 코너 포인트들은 이들이 레이아웃에 들어올 때 순서대로 다시 저장되지 않을 수 있다.
코너 포인트들을 순서대로 배열하기 위해, 각각의 코너 포인트에 해당하는 방향으로 최근접 포인트의 식별에 기초하여, 조절 공간에서의 출현 순서로 복수의 코너 포인트의 각각의 코너 포인트가 배열된다. 예를 들어, 하나의 코너가 선택되고, 이러한 포인트로부터 가능한 방향으로 최근접 포인트들이 선택된다. 모든 포인트들이 코너 포인트들일 때, 새로운 포인트는 실제 기하학적 구조에 나타나는 순서대로 다음 코너 포인트가 된다. 포인트들을 검색하는 이러한 처리는 마지막 코너 포인트까지 계속된다. 이는 이들이 레이아웃에 나타나는 순서대로 저장된 모든 코너 포인트들의 리스트를 제공한다.
도 6은 예시적인 실시형태에 따라, 조절 공간의 3차원(3D) 기하학적 구조를 생성하기 위한 방법(600)의 흐름도를 도시한다. 구성 요소 명칭-속성 리스트가 수신되고, 상기 리스트로부터 한 번에 하나의 구성 요소가 선택된다. 602에서, 구성 요소 명칭-속성 리스트(도 5에서 설명된 바와 같은)로부터 선택된 구성 요소 세트의 각각의 구성 요소에 대해, 구성 요소와 연관된 코너 포인트 세트에 기초하여 하나 이상의 라인 세트가 선택된다. 또한, 604에서, 라인 세트를 생성하는데 사용된 코너 포인트 세트의 명칭에 기초하여, 라인 세트에 명칭이 할당된다. 특히, 라인들이 생성되고, 라인들을 형성하는데 사용된 포인트들의 명칭들에 기초하여 할당된 명칭들이 할당된다. 일 실시형태에서, CRAC AC1의 입구를 형성하는 코너들은 "AC1-INLET-Point01_1080_-300_0"으로 명명된다. 키워드 "입구(INLET)"는 모든 가능한 z-좌표들의 최소값으로서 z-좌표를 갖는 포인트들에 대해 연관된다. 유사하게, CRAC의 출구에 있는 포인트에 대해 "AC1-OUTLET-Point05_1080_-300_200"으로 명명된다. 바람직한 실시형태에서, 라인들의 명칭들은 이들을 연결하는 포인트들의 명칭들에 기초하여 할당된다. 예를 들어, AC1-INLET-Point01_1080_300_0 및 AC1-OUTLET-Point05_1080_-300_200을 연결하는 라인은 "Line 01: AC1-WALL-Line01_AC1-INLET-Point01_AC1-OUTLET-Point05_1080_-300_0->200"으로 명명된다. 라인의 명칭은 이들을 형성하는 포인트들의 명칭들에 기초하여 결정된다. 두 포인트들이 모두 동일한 경계 유형을 갖는 경우, 이들을 연결하는 라인은 동일한 경계 명칭을 갖게 되거나 또 다른 라인 명칭 "벽(WALL)"으로 부여된다.
606에서, 방법(600)은 단일 평면에 나타나는 복수의 라인으로부터 하나 이상의 라인 세트에 의해 복수의 표면을 생성하는 단계를 포함한다. 또한, 608에서, 복수의 표면을 생성하는데 사용된 하나 이상의 라인 세트의 명칭에 기초하여, 복수의 표면에 명칭이 할당된다. 일 실시형태에서, 표면의 명칭은 표면을 형성하는 라인들의 명칭들로부터 도출된다. 라인들의 명칭들이 동일한 경우, 이들을 형성하는 라인들의 명칭과 동일한 명칭을 갖게 된다. 이들을 형성하는 라인들의 명칭들이 상이한 경우, 표면은 명칭 "벽(WALL)"을 갖게 된다.
610에서, 방법(600)은 3D 기하학적 구조를 생성하기 위해 복수의 표면을 결합하고, 3D 기하학적 구조에 명칭을 할당하는 단계를 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 생성된 3D 기하학적 구조는 그러한 목적으로 이용 가능한 임의의 메싱 툴로 수치 그리드들을 생성하는데 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 3D 기하학적 구조는 입체 리소그래피(stl) 포맷으로 준비되며, 수치 그리드는 OpenFOAM에서 이용 가능한 메시 생성 툴인 snappyHexMesh로 생성된다.
도 7은 시뮬레이션 툴을 위한 시뮬레이션 준비 입력 파일의 준비를 위한 방법(700)의 흐름도를 도시한다. 일 실시형태에서, 조절 공간 데이터는 데이터 입력 파일로부터 액세스될 수 있고, 702에서 복수의 구성 요소와 연관된 작동 데이터를 획득하기 위해 파싱될 수 있다. 본원에서, 입력 데이터 파일을 파싱하는 단계는 다양한 구성 요소에 특정된 열 및 유동 관련 데이터와 같은 작동 데이터를 추출하는 단계를 포함한다. 704에서, 상기 데이터는 상이한 경계면들 및 내부 영역들에서의 법선 속도, 질량 유량 및 온도와 같은 유체 역학 시뮬레이션 준비 포맷으로 변환된다. 706에서, 방법(700)은 초기 조건 및 경계 조건을 준비하는 단계를 포함한다. 상기 정보는 수치 그리드에 적용되고, 708에서 시뮬레이션 데이터(툴 준비 입력 파일)가 준비된다. 이러한 파일은 CFD 시뮬레이션 툴로 전달되어 시뮬레이션 처리를 수행할 수 있다. 일 실시형태에서, 초기 조건 및 경계 조건은 해당 물리적 특성(physics)에 대한 CFD 시뮬레이션과 연관된 데이터 센터의 물리적 특성 용어들에 기초하는 규칙 세트를 사용하여 준비된다. 예를 들어, CRAC 구성 요소는 이의 경계들에서 적용될 3가지 유형의 경계 조건들로서, 입구(INLET), 출구(OUTLET) 및 벽(WALL)을 갖는다. AC1에 대한 벽(WALL) 유형의 경계 조건의 경우, 속도 값들은 제로로 특정된다. 압력은 제로와 동일한 구배 값들로 특정되고, 온도는 제로의 구배 값들로 특정된다. 입구(INLET) 면 속도는 질량 유량과 관련하여 특정된다. 압력 값들의 구배는 제로로 특정되고, 온도는 데이터 파일에 존재하는 유한 값으로 특정된다.
도 8은 예시적인 실시형태에 따라, 후처리 시뮬레이션 데이터를 준비하기 위한 방법(800)의 흐름도를 도시한다. 후 시뮬레이션 데이터의 준비는 조절 공간에 대한 시뮬레이션 데이터로부터 의미 있는 결과들의 추출을 가능하게 한다.
802에서, 방법(800)은 텍스트 파일 포맷의 데이터 입력 파일에 액세스하는 단계를 포함한다. 텍스트 포맷의 데이터 입력 파일은 텍스트 포맷의 기하학적 구조 및 작동 데이터를 포함하는 데이터 파일이다. 804에서, 방법(800)은 모니터링 공간에 대한 파일을 파싱하는 단계를 포함한다. 데이터 입력 파일을 파싱하는 단계는 조절 공간 내부의 관심 공간에 대한 데이터 입력 파일을 파싱하는 단계를 포함한다. 이러한 공간은 조절 공간이 데이터 센터인 경우, 서버와 같은 열원의 입구 근처의 영역과 같은 위치를 포함할 수 있다. 806에서, 방법(800)은 위치에 기초하여 후처리 시뮬레이션 결과를 준비하고, 평균 온도와 같은 열-유체 값을 계산하는 단계를 포함한다. 808에서, 방법(800)은 집합적 의미에서의 후처리된 결과의 분석에 기초하여 조절 공간의 열-유체 상태를 예측하고, 전체 조절 공간의 현재 열-유체 상태를 최종적으로 감지하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 시뮬레이션 결과의 후처리는 서버로부터의 뜨거운 공기가 다시 동일한 서버로 되돌아가서, 해당 공기의 연속적인 가열을 초래하는 영역의 존재를 식별한다. 이러한 발견에 기초하여, 데이터 센터와 같은 조절 공간은 AC 공급 온도와 관계없이 항상 뜨거운 공기를 받게 되는 재순환에 의해 영향을 받는 서버 및 재순환 위치에서 과열점을 가질 수 있는 것으로 예측될 수 있다.
본원에서 열-유체 관리를 위한 개시된 시스템 및 방법은 다수의 데이터 파일로 동시에 작업함으로써 다수의 레이아웃, 즉 콜드 플레넘, 룸, 핫 플레넘 및 격납 패널들에서 구현될 수 있음을 유의한다.
다양한 실시형태는 데이터 센터와 같은 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 개시된 방법의 중요한 결과는, 조절 공간의 수치 시뮬레이션과 같은 다양한 분석 기술을 사용하여 획득된 최적화된 열 관리 결정에 의해, 방법이 조절 공간의 열 관리시에 소비되는 에너지를 현저하게 감소시킬 수 있도록 한다는 것이다. 개시된 방법은 입력 데이터 파일로부터 유용한 조절 공간 데이터의 자동 추출, 및 상기 데이터로부터 3D 기하학적 구조의 자동 생성을 가능하게 한다. 또한, 방법은 CFD 시뮬레이션을 위한 툴 애그노스틱 입력 파일의 자동 준비를 가능하게 한다. 후 시뮬레이션 결과 데이터가 자동으로 분석됨으로써, 조절 공간의 열-유체 관리의 분석과 관련된 수작업을 제거할 수 있게 된다.
보호의 범주는 그 안에 메시지를 갖는 컴퓨터 판독 가능한 수단과 더불어 그러한 프로그램으로 확장된다는 것을 이해해야 한다; 그러한 컴퓨터 판독 가능한 저장 수단은 프로그램이 서버 또는 모바일 장치 또는 임의의 적합한 프로그램 가능한 장치에서 실행될 때, 방법의 하나 이상의 단계의 구현을 위한 프로그램 코드 수단을 포함한다. 하드웨어 장치는 예를 들어, 서버 또는 개인용 컴퓨터 등과 같은 임의의 종류의 컴퓨터, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 프로그래밍될 수 있는 임의의 종류의 장치일 수 있다. 또한, 장치는 예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 또는 예를 들어 ASIC 및 FPGA와 같은 하드웨어와 소프트웨어 수단의 조합, 또는 적어도 하나의 마이크로 프로세서 및 그 안에 소프트웨어 모듈이 위치된 적어도 하나의 메모리와 같은, 예를 들어 하드웨어 수단일 수 있는 수단을 포함할 수 있다. 따라서, 수단은 하드웨어 수단 및 소프트웨어 수단 모두를 포함할 수 있다. 본원에서 설명된 방법 실시형태는 하드웨어 및 소프트웨어로 구현될 수 있다. 장치는 또한 소프트웨어 수단을 포함할 수 있다. 대안적으로, 실시형태는 상이한 하드웨어 장치들, 예를 들어 복수의 CPU를 이용하여 구현될 수 있다.
본원의 실시형태는 하드웨어 및 소프트웨어 요소를 포함할 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 실시형태는 펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로코드 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 본원에서 설명된 다양한 모듈에 의해 수행되는 기능은 다른 모듈들 또는 다른 모듈들의 조합들로 구현될 수 있다. 본 설명의 목적을 위해, 컴퓨터 사용 가능한 또는 컴퓨터 판독 가능한 매체는 명령 실행 시스템, 장치 또는 기기에 의해 또는 이와 관련하여 사용하기 위해 프로그램을 포함, 저장, 통신, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 장치일 수 있다.
예시된 단계들은 도시된 예시적인 실시형태들을 설명하기 위해 제시되며, 진행중인 기술 개발로 인해 특정 기능이 수행되는 방식이 변경될 것으로 예측되어야 한다. 이러한 실시예들은 예시의 목적으로 본원에서 제시되며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 기능 형성 블록들의 경계들은 설명의 편의를 위해 본원에서 임의로 한정되었다. 특정된 기능들 및 이의 관계들이 적절히 수행되는 한, 대안적인 경계들이 한정될 수 있다. 본원에 포함된 교시에 기초하는 대안들(본원에서 설명된 것들의 등가물들, 확장물들, 변형물들, 편차들 등을 포함함)은 관련 기술(들)의 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 대안들은 개시된 실시형태의 범주 및 사상 내에 속한다. 또한, "포함하는(comprising)", "갖는", "포함하는(containing)" 및 "포함하는(including)"이란 단어들 및 이와 유사한 다른 형태는 의미가 동등한 것으로 의도되며, 이들 단어들 중 어느 하나에 후속하는 항목 또는 항목들은 그러한 항목 또는 항목들의 철저한 리스트인 것을 의미하지 않으며 열거된 항목 또는 항목들로만 한정되는 것을 의미하지 않는다는 점에서 개방적인 목적인 것으로 의도된다. 또한, 본원에서 그리고 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같은 단수 형태 "a", "an" 및 "상기(the)"는 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 복수의 참조물을 포함한다는 것을 유의해야 한다.
더욱이, 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 본 개시물과 일치하는 실시형태들을 구현하는데 이용될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 프로세서에 의해 판독 가능한 정보 또는 데이터가 저장될 수 있는 임의의 유형의 물리적 메모리를 지칭한다. 따라서, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 프로세서(들)로 하여금 본원에서 설명된 실시형태들과 일치하는 단계들 또는 스테이지들을 수행하도록 하기 위한 명령을 포함하는, 하나 이상의 프로세서에 의한 실행을 위한 명령을 저장할 수 있다. "컴퓨터 판독 가능한 매체"라는 용어는 유형의 항목들을 포함하고 반송파들 및 일시적인 신호들을 배제하며, 즉 비-일시적인 것으로 이해되어야 한다. 그 실시예들은 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 하드 드라이브, CD-ROM, DVD, 플래시 드라이브, 디스크, 및 임의의 다른 공지된 물리적 저장 매체를 포함한다.
개시물 및 실시예들은 단지 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 개시된 실시형태의 진정한 범주 및 사상은 이하의 청구범위에 의해 나타내는 것으로 의도된다.
Claims (12)
- 복수의 구성 요소를 갖는 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 프로세서 구현 방법으로서,
하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 상기 조절 공간과 연관된 조절 공간 데이터를 포함하는 데이터 입력 파일을 획득하는 단계;
상기 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 수치 분석을 위한 메시 생성 모델에 적합한 포맷으로 상기 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하는 단계;
상기 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 상기 메시 생성 모델을 사용하여 상기 3D 기하학적 구조 내에 메시를 생성하는 단계;
상기 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 적어도 상기 복수의 구성 요소의 작동 데이터에 기초하여 시뮬레이션 데이터를 생성하는 단계로서, 상기 작동 데이터는 상기 복수의 구성 요소의 작동 사양을 나타내는, 단계; 및
상기 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 통해, 상기 조절 공간의 열-유체 모델을 시뮬레이션하기 위해 상기 시뮬레이션 데이터를 상기 메시에 적용하는 단계를 포함하며,
수치 분석을 위한 상기 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하는 단계는,
상기 조절 공간의 상기 복수의 구성 요소와 연관된 기하학적 데이터를 획득하기 위해 상기 조절 공간 데이터를 파싱하는 단계로서, 상기 기하학적 데이터는 해당하는 명명 규칙으로 복수의 포인트, 복수의 라인 및 복수의 표면에 의해 상기 복수의 구성 요소를 표현하는, 단계,
상기 파싱된 기하학적 데이터에 기초하여, 메시 분석에 적합한 상기 포맷의 상기 복수의 구성 요소를 갖는 상기 조절 공간의 상기 3D 기하학적 구조를 생성하는 단계를 포함하는,
복수의 구성 요소를 갖는 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 프로세서 구현 방법. - 제1항에 있어서,
상기 조절 공간 데이터로부터 구성 요소 명칭-속성 리스트를 어셈블링하는 단계를 더 포함하며, 상기 구성 요소 명칭-속성 리스트는 상기 복수의 구성 요소의 명칭, 및 상기 복수의 구성 요소의 속성과 연관된 복수의 키워드를 포함하는, 방법. - 제2항에 있어서,
상기 조절 공간 데이터를 파싱하는 단계는,
상기 데이터 입력 파일의 상기 구성 요소 명칭-속성 리스트의 상기 복수의 구성요소 각각의 존재를 반복적으로 검사하는 단계;
상기 데이터 입력 파일에 존재하는 것으로 결정되는 상기 복수의 구성 요소 중에서 구성 요소 세트의 기하학적 데이터를 추출하는 단계;
각각의 상기 구성 요소 세트에 대해, 포인트 좌표를 준비하고 상기 구성 요소 세트에 대한 명칭을 할당하는 단계; 및
상기 파싱된 조절 공간 데이터를 획득하기 위해, 할당된 명칭 및 각각의 포인트 좌표와 함께 상기 구성 요소 세트를 저장하는 단계를 포함하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 파싱된 기하학적 데이터에 기초하여 상기 3D 기하학적 구조를 생성하는 단계는,
복수의 코너 포인트를 획득하기 위해, 상기 복수의 라인으로부터 선택된 복수의 라인 쌍에 대해,
상기 데이터 입력 파일로부터 라인 쌍을 선택하고 상기 라인 쌍의 해당 종점들 사이의 간격 기준을 결정하며,
상기 라인 쌍의 종점들 사이의 상기 간격 기준에 기초하여 상기 라인 쌍의 라인들이 하나의 공통 포인트를 갖는지 여부를 결정하는 것을 반복적으로 수행하는 단계로서, 상기 라인 쌍의 상기 종점들 사이의 하나의 넌-제로 간격 기준 및 하나의 제로 간격 기준은 상기 라인 쌍 사이의 코너 포인트를 나타내는, 단계; 및
각각의 상기 코너 포인트에 해당하는 방향으로 최근접 포인트의 식별에 기초하여 상기 복수의 코너 포인트의 각각의 코너 포인트를 상기 조절 공간에서의 출현 순서로 배열하는 단계를 포함하는, 방법. - 제4항에 있어서,
상기 조절 공간의 상기 3D 기하학적 구조를 생성하는 단계는,
상기 구성 요소 명칭-속성 리스트로부터 선택된 상기 구성 요소 세트의 각각의 구성 요소에 대해,
상기 구성 요소와 연관된 코너 포인트 세트에 기초하여 상기 복수의 라인으로부터 하나 이상의 라인 세트를 결정하고, 상기 라인 세트를 생성하는데 사용된 상기 코너 포인트 세트의 명칭에 기초하여 상기 라인 세트에 명칭을 할당하는 것을 반복적으로 수행하는 단계;
단일 평면에 나타나는 상기 복수의 라인으로부터의 하나 이상의 라인 세트에 의해 복수의 표면을 생성하고, 상기 복수의 표면을 생성하는데 사용된 상기 하나 이상의 라인 세트의 명칭에 기초하여 상기 복수의 표면에 명칭을 할당하는 단계; 및
상기 3D 기하학적 구조를 생성하기 위해 상기 복수의 표면을 결합하고, 상기 3D 기하학적 구조에 명칭을 할당하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 시뮬레이션 데이터를 생성하는 단계는,
상기 복수의 구성 요소와 연관된 작동 데이터를 획득하기 위해 상기 조절 공간 데이터를 파싱하는 단계; 및
상기 작동 데이터를 상기 CFD 분석에 적합한 상기 포맷으로 변환하는 단계를 포함하는, 방법. - 복수의 구성 요소를 갖는 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 시스템으로서,
명령을 저장하는 하나 이상의 메모리; 및
상기 하나 이상의 메모리에 결합된 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 포함하며,
상기 하나 이상의 하드웨어 프로세서는 상기 명령에 의해,
상기 조절 공간과 연관된 조절 공간 데이터를 포함하는 데이터 입력 파일을 획득하고;
수치 분석을 위한 메시 생성 모델에 적합한 포맷으로 상기 조절 공간의 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하며;
상기 메시 생성 모델을 사용하여 상기 3D 기하학적 구조 내에 메시를 생성하고;
적어도 상기 복수의 구성 요소의 작동 데이터에 기초하여 시뮬레이션 데이터를 생성하며; 그리고
상기 조절 공간의 열-유체 모델을 시뮬레이션하기 위해 상기 시뮬레이션 데이터를 상기 메시에 적용하도록 구성되고,
상기 작동 데이터는 상기 복수의 구성 요소의 작동 사양을 나타내며,
상기 3D 기하학적 구조를 자동으로 생성하기 위해, 상기 하나 이상의 하드웨어 프로세서는 상기 명령에 의해,
상기 조절 공간의 상기 복수의 구성 요소와 연관된 기하학적 데이터를 획득하기 위해 상기 조절 공간 데이터를 파싱하고,
상기 파싱된 기하학적 데이터에 기초하여, 메시 분석에 적합한 상기 포맷의 상기 복수의 구성 요소를 갖는 상기 조절 공간의 상기 3D 기하학적 구조를 생성하도록 구성되며,
상기 기하학적 데이터는 해당하는 명명 규칙으로 복수의 포인트, 복수의 라인 및 복수의 표면에 의해 상기 복수의 구성 요소를 표현하는,
복수의 구성 요소를 갖는 조절 공간의 열-유체 관리를 위한 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 하나 이상의 하드웨어 프로세서는 상기 명령에 의해, 상기 조절 공간 데이터로부터 구성 요소 명칭-속성 리스트를 어셈블링하도록 추가로 구성되며, 상기 구성 요소 명칭-속성 리스트는 상기 복수의 구성 요소의 명칭, 및 상기 복수의 구성 요소의 속성과 연관된 복수의 키워드를 포함하는, 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 조절 공간 데이터를 파싱하기 위해, 상기 하나 이상의 하드웨어 프로세서는 상기 명령에 의해,
상기 데이터 입력 파일의 상기 구성 요소 명칭-속성 리스트의 상기 복수의 구성요소 각각의 존재를 반복적으로 검사하고;
상기 데이터 입력 파일에 존재하는 것으로 결정되는 상기 복수의 구성 요소 중에서 구성 요소 세트의 기하학적 데이터를 추출하며;
각각의 상기 구성 요소 세트에 대해, 포인트 좌표를 준비하고 상기 구성 요소 세트에 대한 명칭을 할당하며; 그리고
상기 파싱된 조절 공간 데이터를 획득하기 위해, 할당된 명칭 및 각각의 포인트 좌표와 함께 상기 구성 요소 세트를 저장하도록 추가로 구성되는, 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 파싱된 기하학적 데이터에 기초하여 상기 3D 기하학적 구조를 생성하기 위해, 상기 하나 이상의 하드웨어 프로세서는 상기 명령에 의해,
복수의 코너 포인트를 획득하기 위해, 상기 복수의 라인으로부터 선택된 복수의 라인 쌍에 대해,
상기 데이터 입력 파일로부터 라인 쌍을 선택하고 상기 라인 쌍의 해당 종점들 사이의 간격 기준을 결정하며,
상기 라인 쌍의 종점들 사이의 상기 간격 기준에 기초하여 상기 라인 쌍의 라인들이 하나의 공통 포인트를 갖는지 여부를 결정하는 것을 반복적으로 수행하고; 그리고
각각의 상기 코너 포인트에 해당하는 방향으로 최근접 포인트의 식별에 기초하여 상기 복수의 코너 포인트의 각각의 코너 포인트를 상기 조절 공간에서의 출현 순서로 배열하도록 추가로 구성되며,
상기 라인 쌍의 상기 종점들 사이의 하나의 넌-제로 간격 기준 및 하나의 제로 간격 기준은 상기 라인 쌍 사이의 코너 포인트를 나타내는, 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 조절 공간의 상기 3D 기하학적 구조를 생성하기 위해, 상기 하나 이상의 하드웨어 프로세서는 상기 명령에 의해,
상기 구성 요소 명칭-속성 리스트로부터 선택된 상기 구성 요소 세트의 각각의 구성 요소에 대해,
상기 구성 요소와 연관된 코너 포인트 세트에 기초하여 상기 복수의 라인으로부터 하나 이상의 라인 세트를 결정하고, 상기 라인 세트를 생성하는데 사용된 상기 코너 포인트 세트의 명칭에 기초하여 상기 라인 세트에 명칭을 할당하는 것을 반복적으로 수행하며;
단일 평면에 나타나는 상기 복수의 라인으로부터의 하나 이상의 라인 세트에 의해 복수의 표면을 생성하고, 상기 복수의 표면을 생성하는데 사용된 상기 하나 이상의 라인 세트의 명칭에 기초하여 상기 복수의 표면에 명칭을 할당하며; 그리고
상기 3D 기하학적 구조를 생성하기 위해 상기 복수의 표면을 결합하고, 상기 3D 기하학적 구조에 명칭을 할당하도록 추가로 구성되는, 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 시뮬레이션 데이터를 생성하기 위해, 상기 하나 이상의 하드웨어 프로세서는 상기 명령에 의해,
상기 복수의 구성 요소와 연관된 작동 데이터를 획득하기 위해 상기 조절 공간 데이터를 파싱하며; 그리고
상기 작동 데이터를 상기 CFD 분석에 적합한 상기 포맷으로 변환하도록 추가로 구성되는, 시스템.
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