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数据中心及电子设备热分析软件6SigmaET

6sigmaET 6sigmaET 2011-10-20 10:05:27

随着全球能源价格高涨,生态环境恶化,地球气候异常等问题出现,节能减碳成为国际热门话题!

 

国际各组织都在积极计划拟定全球公约以抑制能源耗费,缓和环境恶化。节能项目繁多,有空调、照明、水资源等等。以大型信息中心为例,最大耗能在于IT设备及空调系统。空调耗电能占用电量的30%-40%,如果以此为优先改善目标,不仅能提升能源使用效率,更可大幅降低企业运营成本。来自英国Future Facility 公司的6SigmaDC软件在低碳节能的设计理念上应运而生,经过多年的发展与完善,6SigmaDC作为专业的数据中心及电子产品散热分析软件,能够使用户减少设计成本,降低能源消耗。

英国Future Facility 公司的6SigmaDC软件

 

 

6SigmaDC软件由英国Future Facilities公司开发,专门用于数据中心设计与管理及电子产品散热分析,适合结构工程师、IT人员、产品经理、应用工程师和数据中心设计或维护人员使用。和一般CFD软件最大不同之处在于除了可当作设计工具外,还可针对数据中心的热管理提供最完整的解决方案。借助6SigmaDC的分析和模拟,用户可以减少产品设计成本、降低数据中心基础设施的运行和维护成本、提高数据中心的使用寿命。

 

6SigmaDC软件可以解决不同级别的散热问题:

▲  数据中心级:针对机房、环境等的热分析

▲  机柜级:机箱机柜及舱内等系统级的热分析

▲  设备级:电子模块,PCB板,芯片封装等的热分析

 

6SigmaDC软件工具包

6SigmaRoom

数据中心级分析模块,能够模拟设计机房或针对现有机房系统进行问题排除及系统升级,进行热流场预测,可整体规划IT设备及机房空间的建造及基础工程,减少可能出现的风险。

6SigmaRack

机柜级分析模块,能够完成机柜系统散热分析,可评估电子设备机箱、机柜以及舱内等热流场问题,降低设计中可能出现系统过热的风险。

6SigmaET

设备级分析模块,能够分析电子设备、散热器、PCB板、芯片封装等电子元件热流场。

6SigmaFM

用于管理设备日常运行状态,能够在数据中心运行中,提供数据中心过去,现在和未来的跟踪数据。

6SigmaITM

用于IT经理监控由6sigmaFM管理的所有房间流场情况。

6SigmaDatAq

6SigmaDatAq是用于与测量装置链接的模块,可从外部获得测量的数据并输入至6SigmaRoom的模型中,并进行仿真与实际数据的比较。

6SigmaPower

6SigmaPower是专门用来评价电力系统的外加模块。可以评估任何个别电力系统组件失效时立即及次要的影响。此模块可以和6SigmaRoom及6SigmaFM整合应用,将逻辑电力链接至Virtual Facility的模型中。一旦连结完成,6SigmaRoom及6SigmaFM将会自动检查正常操作时是否有超载现象或是任何单个故障点。如有必要,允许设备经理提前采取预防措施。

6SigmaWeight

由于数据中心有大量的不同设备线缆等,追踪及管理地板承重问题变得非常复杂,6SigmaWeight搭配6SigmaRoom及6SigmaFM使用可以让数据中心的设计者及管理者快速获得高架地板的重量负载状况。

 

6SigmaRoom是为机房设计或者对现有机房改进升级而特别设计的软件工具,可以完全控制机房的构造以及设备的配置。 6SigmaRoom 模型的构建,能用来了解冷却系统和 IT 设备的摆放,同时也包括电力系统、线缆及管路安排,以及彼此间的相互作用。6SigmaRoom可以用来评估新机房在概念设计及配置阶段的热特性,或是针对既有机房面临功率密度日益增加的挑战下所表现的效能。

 

产品特点

■  操作界面简单友好

■  可由 CAD 输入轮廓后再产生几何模型

■  具有丰富的数据库,包括IT设备、机柜、冷却系统…等

■  依照完整建筑结构及所有对象 (冷却水管、电缆线、角柱…  等),提供准确的流场预测

■  可预测机柜的冷却性能

■  可预测高架地板通风口流场以及后续在机房中的温度及流场

■  提供过去设备更换的历史纪录

■  提供设备更换计划的事先评估结果

■  可输出机房设计所需要的各种数据

6SigmaRoom产品特点

 

6SigmaRack是专门为机柜设计者所开发的软件工具,可从数据库中以鼠标拖拉方式构建三维模型,包括机柜、机架及内部所有设备。内建机柜测试环境模型,除了自动生成外也可由使用者自行调整。经程序计算后,可快速获得机柜内部流场情况。在实际生产前,通过软件仿真进行虚拟测试,避免热空气在机柜内发生二次循环以符合机柜设计的目标。

 

产品特点

■  机柜及机架固定式设备数据库

■  机柜的虚拟设计

■  气流特性参数设定,包括风扇等散热组件

■  固体及多孔板组件

■  通风设备参数设计

■  测试环境设定,包括大气环境设定、空气冷却系统

■  设备的过热危险程度显示

■  冷却效率

■  气流循环路径

6SigmaRack产品特点

 

 

6SigmaFM是一套特殊的数据中心管理工具,它将Virtual Facility的概念从原本的辅助设计带入后续的运营管理,6SigmaFM可以让设备管理者进行设备变更前的虚拟测试,实时显示可能出现的风险,让管理者可以有效做出适当的处理。

 应用领域

■ IT需求管理

事先预测设备的安装、移动或是淘汰所造成的影响。

■ 容量管理

当IT设备配置超出原始容量限制时,可通过计算,重新设定冷却极限,并将结果输出给IT辅助管理工具。

■ 空间配置管理

可增加或移除机架及地板;可测试增加通道的效用;增加新缆线对气流管理的影响。

■ 冷却系统变更管理

预测ACU停机维修或当机的影响;预测控制策略改变的影响;新ACU设计的效能评估。

■ 系统问题纠错

  诊断系统过热的原因及测试可能解决的部署;显示无效的冷却气流及ACU短回路并测试可能解决的方案。

■ 节能评估预测

通过实时分析,找出不必要的冷却设计,达到节能的目的。

 

机房日程管理机房测试结果

 

(图注1)机房日程管理  (图注2)机房测试结果

 

6SigmaET是新一代的电子系统散热分析工具,它所提供的自动化及智能型设计功能,让工程师能更专注于产品设计而不是软件的操作,这样可有效缩短学习时间并提高效率。6SigmaET已成为众多的电子散热设计工程师首选工具。

 

▲ 6SigmaET提供了多种智能型模型对象,包括机壳、通风口、PCB、芯片插槽、电阻、电容、电感、电源、热界面材料、硬盘、散热器(含cutouts)、轴流风机、离心风机、热管、线缆、热过孔、障  碍物等。

▲ 6SigmaET极大的提升了建模自动化,对象可依照设计的规则进行自动位置调整对齐、冲突判断及错误检查,以及网格生成器会自动生成最佳的网格分布。

▲ 分析结果与对象会自动产生关联,关键性温度及气流路径的显示会从该对象自动产生。用户自定义的报告自动生成器,让工程师与客户之间的沟通变得更容易、更有效率。

 

新一代使用界面

非常友好的GUI使用界面,在单一窗口中就可完成所有模型的构建及参数设定,模型树清楚呈现对象之间的关系。

■ 完整模型的2D及3D显示

■ 特定组件的显示

■ 分析结果显示

■ 曲线显示

■ 完整的分析数据报告输出

■ 可同时修改多个对象的物理特性

■ 可全面或局部的搜寻对象特征

6SigmaET新一代使用界面

 概念性主机板设计

6SigmaET是市面上唯一可从主机板概念设计到全系统设计的整合工具。

■ 通过内建的数值风洞测试环境进行主机板概念设计

■ 从散热的观点找寻主机板上组件的最优摆置

■ 判断散热器的几何预留空间

■ 主机板设计结果可当作系统分析的输入设定

■ 最终主机板设计结果可输出给其它EDA工具

6SigmaET系统设计的整合工具

 

网格及求解器

■ 全自动化网格生成,缩短设定时间并生成最佳的网格分布

■ 有限体积算法,采用Multi-grid技术

■ 支持64位操作系统,支持Windows7,支持多核并行

 

软件接口

■ 支持IDF文件输入输出

■ 机械CAD模型输入输出,可有效缩短6SigmaET建模时间,系统也会针对CAD外型自动生成计算网格

 

CAD Object6Sigma ET 计算结果

(图注3)CAD Object (图注4) 6Sigma ET 计算结果

 

多种流体介质模型

■ 泵实体Pump object

■ 冷板Cold plates

■ 管道Ducting

6SigmaET多种流体介质模型

 

 

后处理器

丰富的后处理参数显示,帮助使用者更容易从CFD分析中获得有用数据。

■ 2D及3D的温度、压力及流场结果显示

■ 动态烟线及色带显示

■ 风扇特性曲线上操作点的显示(含考虑衰减因子)

■ 每个风扇的噪音值预测及所有风扇噪音值总量

■ 图表及数据书面报告输出

■ 输出WMV或GIF动画格式文件

 

版本树形图

6SigmaET中的版本树形图是一个革命性的功能,可将所有不同设计的模型放在单一版本树形图中,便于在产品设计过程中进行设计变更的比较。

■ 单一版本中可产生多种替代方案,并分析所有替代方案的影响

■ 可选择某特定替代方案后将其它方案退回

■ 针对替代方案可选择储存结果或删除结果

■ 在关键性的工程决定前可选择继续执行或回到前一次设计

■ 可同时比较多种版本或替代方案的结果

 

 

6SigmaET版本树形图6SigmaET多方案结果比较

(图注5) 版本树形图(图注6) 多方案结果比较

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