Слышал, что для датацентров используется специальный софт, который почему-то называют вычислительной гидродинамикой. В целом моделирование могу себе представить, но гидро?? Даже системы пожаротушения сейчас в основном газовые. О какой же воде может идти речь и что этим можно смоделировать? Затопление датацентра? Прорыв системы жидкостного охлаждения?
Вода тут совершенно ни при чем, равно как и другие жидкости, просто имеет место не вполне корректный перевод, который, к сожалению, прижился. Это не первый случай – вспомните, например, волокно LWP «без пика воды» – о воде там вообще ни слова, а ведь раз за разом это название тиражируют в печатных и электронных материалах. Та же история и с «вычислительной гидродинамикой» – кто-то однажды перевел термин в лоб, не полностью отразив его смысловое содержание. Такой перевод попал в политехнические словари, и пошло-поехало.
На самом деле эта область знаний, Computational Fluid Dynamics (CFD), правильно переводится на русский язык как «вычислительная динамика текучих сред». Этими текучими средами могут быть как жидкости, так и газы. И в моделировании центров обработки данных (ЦОД) используется, естественно, воздушная среда. Так что если не хочется говорить «динамика текучих сред», то можно сказать «аэродинамика», но никак не «гидро-». Те же самые методы, кстати говоря, применяются и в авиации, и в разработке дорожных машин, и в Формуле 1... И там тоже иногда в переводных статьях вылезает «гидродинамика», хотя среды, разумеется, не жидкостные, а воздушные. Вот если проектировать подводные лодки, тогда, наверное, да :).
Суть методов вычислительной динамики текучих сред такова: специальное программное обеспечение основано на математических уравнениях, позволяющих рассчитать в определенной точке скорость движения потока, температуру, давление и другие параметры (для ЦОД может иметь значение также влажность воздуха). Мощные современные компьютеры позволяют провести такие вычисления для огромного количества точек в пространстве, образующих трехмерную сетку с определенным (относительно маленьким) размером ячейки. Количество вычислительных операций огромно, выполняется несколько тысяч итераций для каждой точки, а самих точек могут быть тысячи и миллионы. Еще несколько лет назад один прогон модели мог занимать несколько дней, а теперь это делается за час. Вычислительная динамика текучих сред позволяет моделировать массообмен, теплообмен и распределение газовых или жидкостных потоков по объектам со сложной структурой, причем с учетом внутренних источников тепла и разнообразных сопутствующих эффектов.
Все подобные системы требуют точно указывать условия и параметры объекта, для которого проводится расчет. Например, для ЦОД необходимо прописать все размеры помещений, шкафов, расположенных в них активных и пассивных устройств. Описать все дверцы и панели, расположение вентиляционных отверстий и т.п. параметры – их чрезвычайно много, но все они поддаются численному описанию, включая тепловыделение активного оборудования и подачу охлажденного воздуха от систем кондиционирования. Системами моделирования надо уметь правильно пользоваться. Например, нет никакого смысла просчитывать пространственную сетку с ячейкой в 10 мм, если неправильно указано расположение метровых шкафов или не учитываются 10-сантиметровые щели между профилями. Но если все параметры объекта заданы верно, а сама модель адекватна, то моделирование может дать вполне достоверные результаты, причем для всех точек пространства (с определенным шагом) в рамках всего объекта.
Возможно, где-то и существуют системы, позволяющие смоделировать затопление ЦОДа :), но, наверное, те же усилия лучше потратить на то, чтобы предотвратить подобное развитие событий. Те системы вычислительной динамики текучих сред, что используются для моделирования ЦОДов, помимо указания параметров воздушных потоков в определенных точках пространства, позволяют получить ответ на такие вопросы:
Вот так, например, выглядит одно из представлений температурного распределения в помещении, где рядами стоят аппаратные шкафы. Оно получено в результате расчетов в системе Sigma6:
Можно привести еще массу вопросов, на которые может дать ответ система моделирования, если в нее введены корректные данные, а сама она адекватна. Более того, на некоторые вопросы ответ может дать только система моделирования – не будете же вы устраивать практический эксперимент по выходу из строя элементов системы охлаждения, чтобы посмотреть, какое активное оборудование сгорит в первую очередь...
Естественно, заниматься работами и по моделированию, и по интерпретации полученных результатов могут только подготовленные специалисты. Разработчики подобных систем непрерывно совершенствуют модели для увеличения их адекватности (уточняют математические уравнения, вводят дополнительные коэффициенты, дорабатывают методики расчетов в трехмерном пространстве), проводят курсы обучения для партнеров и периодически выезжают на реальные объекты, чтобы замерить фактические показатели и сопоставить их с результатами моделирования. Это сложная работа, но на современном этапе развития вычислительной техники вполне реальная.
