EOLIOS ingénierie, l’un des leaders européens dans la modélisation CFD de data center (centre de données) a apporté son expertise technique dans la compréhension et la modélisation des échanges thermiques et aérauliques extérieurs d’un data center en France en relation avec le dégagement calorifique de groupe électrogène via la réalisation d’étude CFD.

Dans l’environnement des datacenters à très grande échelle, des normes de système de refroidissement capables de répondre aux évolutions des industries informatiques sont nécessaires en raison de l’augmentation de la densité des équipements informatiques (plus de 10 kW / rack). Le refroidissement pour évacuer la chaleur des équipements informatiques haute densité est une considération clé pour les centres de données. Ces calories sont évacuées par une série de systèmes disposés en forte concentration en toiture.

Cette analyse examine le panache d’échappement d’une série de générateurs pour un centre de données. Le but du processus est de déterminer si l’échappement thermique de ces systèmes peut contaminer l’air d’alimentation par phénomène de bouclage.

Pour cela, nos ingénieurs EOLIOS ont simulé par le calcul numérique CFD le comportement thermo-aéraulique des différents phénomènes qui ont lieu à l’extérieur du modèle.

Une multitude de paramètre fut pris en compte par nos experts ; les températures radiantes des parois, le tirage thermique issu des procédés de fabrication, la pression du vent, la résistance interne à l’écoulement d’air vertical ; l’emplacement et les caractéristiques de résistance à l’écoulement des ouvertures de l’enveloppe ; le terrain local et l’impact immédiat de la structure du bâtiment au vent ; ainsi que la présence de systèmes mécaniques brassant de l’air autour des process.

Nous vérifierons la conception d’un système permettant d’améliorer le brassage d’air des aérorefroidisseurs situés en toiture de locaux techniques occupés par des groupes électrogènes.

Création du jumeau numérique

Le jumeau numérique du data center étudié en CFD reprend les volumes d’air, l’ensemble des groupes électrogènes, les aérorefroidisseurs externes et les parois en contact avec l’extérieur. L’intégralité des systèmes de CVC sont modélisés. Le jumeau numérique comprend aussi les bâtiments environnent qui ont été modélisé avec attention afin d’obtenir le plus précisément l’évolution du panache thermique selon différentes orientations de vents et ainsi d’identifier rapidement des problèmes thermique potentiels. En analysant ces résultats dans une perspective globale ou locale, nous pouvons proposer des solutions qui s’adaptent aux différents problèmes identifiés

La totalité des groupes électrogène ont été modélisé en CFD à partir du jumeau numérique. Les moteurs, les cheminées, les ventilateurs d’extraction de calories, les cheminées, les systèmes d’équipements et armoires électrique sont prise en compte dans l’étude. L’affinement de résolution CFD permet de bénéficier d’une distribution des températures complexes mais représentative de la réalité. Certains phénomènes particuliers ont pu être identifiés lors de l’étude ce qui a mené à un travail de conception afin de résoudre ces problématiques.

Captation des phénomènes thermo aérauliques externes

Les premières simulations ont permis la captation des principaux phénomènes thermiques en jeu pour les études de datacenters ainsi que les différents phénomènes inhérents aux systèmes de refroidissement. La captation de ces phénomènes a permis de rapidement se lancer dans la recherche de solutions afin de résoudre les problèmes identifiés. Ainsi, l’utilisation de modèles 3D pendant la phase de recherche a permis l’étude et la conception de différentes solutions envisagées.

Les simulations CFD ont permis de représenter les zones de fortes températures en tous points de l’espace. Cette propriété a ainsi pu nous permettre connaître précisément les zones de bouclage entre l’air expulsé par les aérorefroidisseurs et l’air qu’ils ré-aspirent. Les résultats obtenus nous ont permis de conclure que la dynamique thermo-aéraulique de la conception d’origine pouvait engendrer la surchauffe du système de refroidissement. Les résultats obtenus ont permis de revoir la conception originelle et de mettre en place des solutions adaptées.

Pourquoi avoir recourt à la CFD ?

En ayant recours à une étude CFD, il est possible d’analyser, de vérifier et de corriger si besoin les potentiels erreur lors de la conception. Cette méthode rapide, précise permet de réduire le temps conception et vous assure des résultats concrets et sûre. Intégrer une étude CFD lors de son étape de conception c’est faire appel à des professionnels afin de s’assurer qu’aucuns problèmes ne surviennent à l’avenir.