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仿真模拟帮助解决世界最快超级电脑的热能问题

日期:2012-06-19

CH2M 使用Flomerics公司的Flovent(CFD)软件处理IBM Roadrunner机器的热负载问题

CH2M HILL(西图公司)工程师使用了Flomerics公司的Flovent(CFD)软件模拟IBM Roadrunner机器的热负载。Roadrunner将被架设成为世界500强高性能电脑的前10位之一,并将安装在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室Nicholas Metropolis 中心。通过反复模拟,在散热设备初始费用和操作成本最低化的同时,CH2M 工程师已帮助能源部门在不断提高热负荷方面向前跨进了一步。CH2M 工程师Andy Solberg说:“通过计算处理气流和预计的热负载所需的确切的散热能力,确定优化设计,CFD软件节省了成本,提高了散热效率。”

IBM Roadrunner 将达到每秒千万亿次的稳定的运算速度,使用原为Sony  Playstation 游戏平台设计的16,000 个宽频处理器,同时包含16,000个AMD Opteron处理核。Roadrunner 将主要用于仿真模拟,以保证美国国家核武器存储的安全性与可靠性。Roadrunner仅为能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室Nicholas Metropolis 中心高性能处理设备的一部分,该中心亦配备有其他高效计算处理设备。

拥有和处理该巨型计算处理设备的关键挑战之一就是应对热处理的问题。一个普通数据中心的电箱散热一般在2-6千瓦特,然而Metropolis 中心的电箱密集,散热高达20千瓦。七年前,洛斯阿拉莫斯国家实验室Nicholas Metropolis 中心与CH2M HILL公司首次签订协议,将履行热模拟作为安装Roadrunner计划或中心内进行其他大型项目的一部分。

Solberg说:“在CH2M HILL, 我们使用Flovent作为热模拟工具, 因为该软件的很多特点简化了模拟数据中心的工作负荷。而Flomerics公司更是提供了一批资深技术支持工程师,他们精于电子散热问题处理。”

2006年9月,为估算安装Roadrunner 一期与二期设备后的热流影响,CH2M HILL 对Metropolis 中心西侧建模。2007年,模型扩充为整个中心,包含Roadrunner三期设备和三个国家实验室的能量簇升级单元。升级单元是高性能的能量簇,在美国三家国家级姐妹实验室内运行,为各种研究所用。

CH2M 另一工程师Keith Kibbee总结:“模拟证明本数据中心现存的建筑设计能良好消化中心运行中产生的热负荷。同时表明,增设14台机房空调,数据中心就能处理好所有计划增设的设备所产生的热量。” 此外,工程团队利用Flovent测试出散热能力的最大化利用方案,从而避免任何施工误差。

CH2M HILL 工程师还提交了多种提高数据中心散热能力的方案,以备处理更大的热负载。 Solberg总结:“我们注意到,除了电箱本身,目前的设施在热过道与冷过道之间没有任何物理障碍物。理论上说,一些改变能将Metropolis中心的散热效率提高到100%,并在无添加任何散热设备的同时,允许中心热负载增加大约20%。此应用阐述了模拟软件通过有效优化散热资源如何为数据中心节省成本。”
 
更多信息,敬请访问Flomeric网站 http://www.flovent.com
 
 
FLOMERICS
 
      FLOMERICS公司创立于1988年,是全球第一个开发专门针对电子设备热设计仿真软件的公司,自1989年推出FLOTHERM电子热分析软件以来就一直居于市场领导地位并引领该行业的技术发展。目前FLOMERICS公司还是一家在伦敦股票交易所上市的高技术软件公司。在1999年,FLOMERICS公司还兼并了在时域电磁场分析方面全球领先的KCC软件公司,推出了全球首个系统结构级电磁兼容仿真软件FLO/EMC,目前FLO/EMC和FLOTHERM软件已实现完全无缝和同一界面的协同设计,可共享几何模型,令结构设计工程师可以快速方便地全面分析系统的散热与电磁兼容性这一对矛盾并得出符合二者要求的设计方案。
 
     作为电子热分析领域技术的领导者和标准制定者,FLOMERICS公司拥有业内数量最大的电子热分析专家队伍,FLOTHERM不但是全球第一套专业电子散热分析软件,也是目前唯一拥有参数化和目标驱动优化设计功能、全球标准IC封装热分析模型库(Flopack)及CAD模型自动热等效简化功能的软件,其中Flopack芯片封装热分析模型已被美国JEDEC组织考虑作为全球唯一的IC标准热模型。FLOMERICS公司一直并会继续领导全球电子散热设计技术的发展。
 
      Flo/EMC是目前全球唯一专业面向系统级电磁兼容分析的仿真软件。FLO/EMC采用先进的时域传输线矩阵法(TLM),只需要一次求解就可以得到系统在整个频域的响应曲线。它非常适合进行系统和子系统级的屏蔽效能分析、辐射性能分析以及散射参数分析。可以直接获得时域响应曲线、屏蔽效能曲线、三维的空间电磁场分布图及随相位和空间位置变化的动态效果图、表面电流分布图以及辐射方向图等分析结果。
 
       Microstripes是功能强大的三维电磁计算仿真软件。Microstripes三维电磁场分析软件采用高级时域传输线矩阵(TLM)求解Maxell方程组。在时域通过冲击脉冲激励,可以一次性求解出系统整个宽频的响应。Microstripes友好的图形操作界面,独特OCTREE网格划分技术等特点使其成为分析复杂、电大尺寸天线及微波官网模型电磁场特性的理想工具。
 
      申博 (可以读作“Trister”)是FLOMERICS公司兼并的MicReD公司研发制造的先进的热测试仪,用于测试半导体芯片组的热特性。申博运用先进的JEDEC静态试验方法(JESD51-1),通过改变半导体芯片组的输入功率,从而使该芯片组从“冷”状态转变为“热”状态。在变化过程中,申博测试出芯片的瞬态申博响应曲线,仅在几分钟之内即可分析得到关于该芯片组的全面的热特性。
 
       EFD是无缝集成于主流CAD软件中的通用CFD分析软件,EFD分析:包括CAD模型建立、自动网格划分、边界施加、求解和后处理等都完全在CAD软件界面下完成。整个过程快速高效,EFD直接应用CAD实体模型,自动判定申博区域,自动进行网格划分,无需对申博区域再建模。EFD基于当今主流CFD软件都广泛采用的有限体积法开发,它比其它基于有限元法开发的CFD软件更适合于做申博分析。
 
      依据独立的第三方调查显示,目前全球80%以上的电子产品散热及EMC设计工程师都在依靠本公司的FLOTHERM & Flo/EMC软件进行电子散热与电磁兼容性设计与分析,客户包括大型跨国电气产品制造商、全球所有位于前十位的PC/工作站/大型计算机制造商、所有主要的电信交换设备和网络设备制造商、所有主要的半导体制造商以及申博申博及军事领域内最主要的供应商。
 
       FLOMERICS公司在全球40几个国家和地区都有分支机构或分销商从事市场与技术支持,其中英国、美国、法国、德国、意大利、瑞典、中国、日本、韩国、新加坡、印度等地区都拥有全资分支机构,覆盖了全球所有主要的电子生产、研发地区。
 
 
  • 欲了解更多信息,请联系:Flomerics软件公司中国代表处。

 

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