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Virtuelle Prototypen helfen bei der Planung von Datacenters Cool Sim modelliert Strömungen im Rechenzentrum

| Redakteur: Ulrike Ostler

Applied Math Modeling bietet mit „Cool Sim“ eine Modellierungssoftware, mit der sich Rechenzentrumsströmungen visualisieren lassen. Dahinter verbirgt sich Computational Fluid Dynamics (CFD), eine mathematische Methode, die sich nutzen lässt, um mit Hilfe der physikalischen Erhaltungsgesetze von Masse, Impuls und Energie, Strömungen (im Rechenzentrum) vorherzusagen.

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Mit Cool Sim von Applied Math Modeling lassen sich Strömungen im RZ, aber auch in Rechnerschränken simulieren und modellieren. Bild: Applied Math Modeling
Mit Cool Sim von Applied Math Modeling lassen sich Strömungen im RZ, aber auch in Rechnerschränken simulieren und modellieren. Bild: Applied Math Modeling
( Archiv: Vogel Business Media )

Das Verfahren CFD wird bislang hauptsächlich in der Wissenschaft aber auch in der Raumfahrt und der Automobil-Branche angewendet. Der größte Vorteil von CFD ist die Möglichkeit, Luftströmungen und Luftzirkulation mit Hilfe von am Computer erstellten mathematischen Modellen vorauszusagen.

Es muss also kein tatsächliches Modell oder ein Prototyp gebaut werden. Im Prinzip wird mit einem virtuellen Prototyp die reale Welt simuliert. Das spart Zeit und Geld.

In der Rechenzentrumsplanung lässt sich das Tool Cool Sim dazu nutzen, viele Alternativen für den Aufbau eines Rechenzentrums in kurzer Zeit zu testen, etwa um sie klimatechnisch optimal zu gestalten. Weitere Einsatzgebiete sind das Modellieren von Luftströmungen in Datenschränken und in den IT-Geräten. Ferner kann die Software dabei helfen, „Luftzirkulationen“ zu analysieren und Fehlzirkulationen zu beseitigen.

Die Grenzen dieser Software

Nach Angaben von Paul Bemis, Geschäftsführer Applied Math Modeling Inc.CFD Modeling, ist das Verfahren in den vergangenen 30 Jahren so gut weiterentwickelt worden, dass es in der Lage ist, physikalische Phänomene mit einer sehr hohen Genauigkeit real darzustellen.

Die Problematik sei, dass die Rahmendaten entsprechend exakt eingegeben werden müssen, um ein genaues Ergebnis zu erhalten. Hier lägen die Grenzen im RZ-Bereich, da es dort viele dynamische Werte wie Klimaschränke, Server und Beleuchtung und Störgrößen wie Trassen, undichte Doppelböden und Datenschränke vorhanden seien. „Damit ist es extrem schwer, ein Echtzeitmodell aufzubauen“, schränkt Bemis den Nutzen ein.

Im Rechenzentrumsbereich sei deshalb das Einsatzgebiet des Tool die Analyse der Grenzwertbetrachtung. Die Ergebnisse dienten dazu, Probleme vorzeitig zu visualisieren, zu erkennen und daraus Optimierung abzuleiten. Ferner könnten Fehler eingegrenzt werden.

Vorteile der Simulation

Simulationen dieser Art waren bisher sehr aufwändig und erforderten eine hohe Rechenleistung. Doch durch die Verbesserung der Rechnerkapazitäten und bei den graphischen Benutzeroberflächen seien nun anwendungsspezifische CFD-Tools für den jeweiligen Zielmarkt und deren Endanwender am Markt vorhanden, so Bemis.

Allerdings müssen für die Modelle Annahmen in Kauf genommen werden: Zum Beispiel wird angenommen, dass die Luft nicht komprimierbar ist, dass es im Doppelboden ein gemitteltes Turbulenzverhalten gibt und dass Wärmestrahlungen und Transmissionen vernachlässigt werden können.

Doch laut Bemis wirken sich diese Vereinfachungen zwar auf das Ergebnis aus und führen und zu kleinen Abweichungen. Doch insgesmt werde das Ergebnis nur geringfügig beeinflusst.

Auf der Agenda

Zudem entwickle Applied Math Modeling die Software beständig weiter, um den Umgang damit zu vereinfachen und die Funktionalität zu erweitern. Pro Jahr erscheinen zwei Updates.

Für das kommende Jahr, wenn die Version 4.0 von Cool Sim herauskommt, soll das Produkt ein neues Grafiksystem mit neuer Benutzeroberfläche aufweisen.

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