關(guān)于瞬時(shí)事件對(duì)數(shù)據(jù)中心中的溫度的影響分析發(fā)明領(lǐng)域根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式總體上涉及用于數(shù)據(jù)中心管理和設(shè)計(jì)的系統(tǒng)和方法，并且更具體地，涉及用于在關(guān)于冷卻提供裝置或冷卻消耗裝置的一個(gè)或多個(gè)瞬時(shí)事件發(fā)生后，預(yù)測數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的冷卻性能的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：
為了響應(yīng)基于信息的經(jīng)濟(jì)的日益增長的需求，信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)在全球持續(xù)擴(kuò)增。該增長的一個(gè)表現(xiàn)是集中式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心。集中式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心通常由不同信息技術(shù)設(shè)備組成，這些信息技術(shù)設(shè)備被共同放置在提供網(wǎng)絡(luò)連接、電源和冷卻能力的結(jié)構(gòu)中。通常設(shè)備被容納在被稱為“機(jī)架”的特定外殼中，這些機(jī)架集成了這些連接元件、電源元件和冷卻元件。在一些數(shù)據(jù)中心配置中，這些排被組織到熱通道和冷通道中，以降低在冷卻信息技術(shù)設(shè)備時(shí)的相關(guān)成本。突起的地板通常被用來為機(jī)架提供冷卻空氣，在該地板下面具有空氣隔室。冷空氣，通過具有敞開面積的穿孔磚，從空氣隔室被分配到機(jī)架。各種過程和軟件應(yīng)用，諸如可以從羅得島州的西金士頓的美國電力轉(zhuǎn)換(APC)公司得到的數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)，已被開發(fā)出來用于幫助數(shù)據(jù)中心人員設(shè)計(jì)和維護(hù)高效且有效的數(shù)據(jù)中心配置。例如，這些工具通常指導(dǎo)數(shù)據(jù)中心工作人員完成設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)、在安裝前確定設(shè)備在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的位置、以及在構(gòu)造和安裝后改變設(shè)備的位置的活動(dòng)。因此，傳統(tǒng)工具集為數(shù)據(jù)中心工作人員提供了標(biāo)準(zhǔn)且可預(yù)測的設(shè)計(jì)方法學(xué)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一方面針對(duì)用于評(píng)估數(shù)據(jù)中心中的設(shè)備的冷卻性能的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，所述設(shè)備包括多個(gè)設(shè)備機(jī)架和至少一個(gè)冷卻提供裝置。該方法包括：接收關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心中的設(shè)備類型和設(shè)備布置的數(shù)據(jù)；確定在第一時(shí)間段上所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中關(guān)于氣流的第一參數(shù)、關(guān)于溫度的參數(shù)；接收瞬時(shí)事件的描述，所述瞬時(shí)事件影響所述數(shù)據(jù)中心中的所述至少一部分的溫度和氣流中的一個(gè)并且在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)刻發(fā)生；將在所述第二時(shí)刻之后的第二時(shí)間段劃分為多個(gè)時(shí)間間隔；確定在多個(gè)時(shí)間間隔中的一個(gè)時(shí)間間隔期間，關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心的所述至少一部分氣流的第二參數(shù)；基于與氣流相關(guān)的所述第二參數(shù)，確定在多個(gè)時(shí)間間隔的每一個(gè)時(shí)間間隔中，關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心的部分中的溫度的參數(shù)；以及將在所述第二時(shí)間段期間，所述數(shù)據(jù)中心的部分的溫度相關(guān)的參數(shù)的表示，存儲(chǔ)在儲(chǔ)存設(shè)備上。根據(jù)一些實(shí)施方式，接收所述瞬時(shí)事件的描述包括：接收對(duì)在其期間所述瞬時(shí)事件影響所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分的溫度和氣流中的一個(gè)的時(shí)間段的描述。根據(jù)一些實(shí)施方式，該方法還包括：確定在所述第二時(shí)間段的所述多個(gè)時(shí)間間隔中的每個(gè)時(shí)間間隔期間，所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架中的每個(gè)設(shè)備機(jī)架的進(jìn)氣的溫度。根據(jù)一些實(shí)施方式，該方法還包括：提供在所述第二時(shí)刻之后的用戶可選擇的時(shí)間段期間，所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架中的任意一個(gè)設(shè)備機(jī)架是否達(dá)到了不可接受的溫度的指示。根據(jù)一些實(shí)施方式，該方法還包括：提供所述第二時(shí)刻之后的時(shí)間段的指示，所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架中的一個(gè)設(shè)備機(jī)架在該時(shí)間段期間接收到了溫度比用戶所定義的可接受的溫度低的進(jìn)氣。根據(jù)一些實(shí)施方式，利用CFD過程和勢流模型分析中的一個(gè)，來確定關(guān)于氣流的第一參數(shù)和關(guān)于所述氣流的第二參數(shù)中的一個(gè)。根據(jù)一些實(shí)施方式，確定關(guān)于溫度的參數(shù)包括：以計(jì)算方式將數(shù)據(jù)中心的至少一部分劃分為多個(gè)單元，以及對(duì)于多個(gè)單元中的每個(gè)單元，通過計(jì)算從任何鄰接單元傳遞到該單元中的熱量，來確定該單元的溫度。根據(jù)一些實(shí)施方式，利用內(nèi)部熱容(thermalmass)方法，計(jì)算在所述第二時(shí)間段的多個(gè)時(shí)間間隔中的每個(gè)時(shí)間間隔期間，所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架的每個(gè)設(shè)備機(jī)架的排氣和所述至少一個(gè)冷卻提供裝置的供應(yīng)中的一個(gè)的溫度。根據(jù)一些實(shí)施方式，該方法還包括：提供在所述第二時(shí)間段期間，所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架的排氣和進(jìn)氣中的至少一個(gè)的溫度的變化的指示。根據(jù)一些實(shí)施方式，使用與被用來確定關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心的一部分中的溫度的參數(shù)不同的計(jì)算方法無關(guān)的計(jì)算方法，來確定所述數(shù)據(jù)中心的一部分中的關(guān)于氣流的第一參數(shù)和關(guān)于氣流的第二參數(shù)中的一個(gè)。本發(fā)明的另一方面針對(duì)用來評(píng)估數(shù)據(jù)中心中的設(shè)備的系統(tǒng)，所述設(shè)備包括多個(gè)設(shè)備機(jī)架、以及至少一個(gè)冷卻提供裝置。該系統(tǒng)包括接口和耦合到該接口的控制器。控制器被配置為：接收關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心中的設(shè)備類型和設(shè)備布置的數(shù)據(jù)；確定在第一時(shí)間段中，關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分的氣流的第一參數(shù)、和關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分的溫度的參數(shù)；接收瞬時(shí)事件的描述，所述瞬時(shí)事件影響所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中的溫度和氣流中的一個(gè)，并且所述瞬時(shí)事件在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)刻發(fā)生；將所述第二時(shí)刻之后的第二時(shí)間段劃分為多個(gè)時(shí)間間隔；確定在多個(gè)時(shí)間間隔中的一個(gè)時(shí)間間隔期間，關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中的氣流的第二參數(shù)；基于氣流相關(guān)的所述第二參數(shù)，確定在多個(gè)時(shí)間間隔的每個(gè)時(shí)間間隔，關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心的部分中的溫度的參數(shù)；以及將在所述第二時(shí)間段期間，所述數(shù)據(jù)中心的部分的溫度相關(guān)的參數(shù)表示，存儲(chǔ)在儲(chǔ)存設(shè)備上。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述控制器還被配置為：確定在所述第二時(shí)間段的多個(gè)時(shí)間間隔中的每個(gè)時(shí)間間隔期間，所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架中的每個(gè)設(shè)備機(jī)架的進(jìn)氣的溫度。根據(jù)一些實(shí)施方式，控制器還被配置為：利用內(nèi)部熱容方法，確定在所述第二時(shí)間段的多個(gè)時(shí)間間隔中的每個(gè)時(shí)間間隔期間，所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架中的每個(gè)設(shè)備機(jī)架的進(jìn)氣的溫度。根據(jù)一些實(shí)施方式，控制器被配置為：利用代數(shù)模型，確定數(shù)據(jù)中心的部分中的關(guān)于氣流的第一參數(shù)、和關(guān)于氣流的第二參數(shù)中的一個(gè)；以及利用溫度模型，確定關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心的部分中的溫度的參數(shù)。根據(jù)一些實(shí)施方式，控制器被配置為：利用CFD過程和勢流模型分析中的一種，來確定關(guān)于氣流的所述第一參數(shù)和關(guān)于氣流的所述第二參數(shù)中的一個(gè)。本發(fā)明的另一個(gè)方面針對(duì)具有存儲(chǔ)在其上的指令序列的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令序列包括指令，所述指令將引發(fā)處理器執(zhí)行：接收關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心中的設(shè)備類型和設(shè)備布置的數(shù)據(jù)；確定在第一時(shí)間段中所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中的關(guān)于氣流的第一參數(shù)和關(guān)于溫度的參數(shù)；接收瞬時(shí)事件的描述，所述瞬時(shí)事件影響所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中的氣流和溫度中的一個(gè)，并且在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)刻發(fā)生；將所述第二時(shí)刻之后的第二時(shí)間段劃分為多個(gè)時(shí)間間隔；確定在多個(gè)時(shí)間間隔中的一個(gè)時(shí)間間隔期間，關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中的氣流的第二參數(shù)；基于氣流相關(guān)的所述第二參數(shù)，確定在多個(gè)時(shí)間間隔的每個(gè)時(shí)間間隔，關(guān)于所述數(shù)據(jù)中心的所述至少一部分中的溫度的參數(shù)；以及將在所述第二時(shí)間段期間，所述數(shù)據(jù)中心的部分的溫度相關(guān)的參數(shù)的表示，存儲(chǔ)在儲(chǔ)存設(shè)備上。根據(jù)一些實(shí)施方式，指令序列還包括指令，所述指令將引發(fā)所述處理器：確定在所述第二時(shí)間段的所述多個(gè)時(shí)間間隔中的每個(gè)時(shí)間間隔期間，所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架中的每個(gè)設(shè)備機(jī)架的入口所接收的空氣的溫度。根據(jù)一些實(shí)施方式，指令序列還包括指令，所述指令將引發(fā)所述處理器：提供在所述第二時(shí)刻之后的用戶可選擇的時(shí)間段期間，所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架中的任意一個(gè)設(shè)備機(jī)架是否達(dá)到了不可接受溫度的指示。根據(jù)一些實(shí)施方式，指令序列還包括指令，所述指令將引發(fā)所述處理器：提供在所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架的所述第二時(shí)刻之后的冷卻運(yùn)行時(shí)間的指示。根據(jù)一些實(shí)施方式，指令序列還包括指令，所述指令將引發(fā)所述處理器：提供在所述第二時(shí)間段期間，所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架的排氣和進(jìn)氣中的至少一個(gè)的溫度中的變化的指示。根據(jù)一些實(shí)施方式，指令序列還包括指令，所述指令將引發(fā)所述處理器：利用內(nèi)部熱容方法，確定在所述第二時(shí)間段的多個(gè)時(shí)間間隔中的每個(gè)時(shí)間間隔中，所述多個(gè)設(shè)備機(jī)架中的每個(gè)設(shè)備機(jī)架的進(jìn)氣的溫度。附圖說明附圖并不試圖按比例繪制。在附圖中，各個(gè)圖形中示例的每個(gè)相同或幾乎相同的組件，被用相似的數(shù)字表示。為了清楚的目的，并不是每個(gè)組件都會(huì)在每個(gè)附圖中被表示出來。在附圖中：圖1是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)示例的框圖，使用其可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面；圖2是包括數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)的分布式系統(tǒng)的一個(gè)示例的框圖；圖3是根據(jù)一個(gè)示例的過程的流程圖；圖4是配備了一個(gè)機(jī)架、一個(gè)冷卻器、以及一個(gè)被加熱模塊的小型數(shù)據(jù)中心的原理示意圖；圖5是演示了根據(jù)至少一個(gè)示例的網(wǎng)格單元的使用；圖6是根據(jù)一個(gè)示例的軟件工具的接口；圖7是根據(jù)一個(gè)示例的數(shù)據(jù)中心的原理框圖；圖8A是在冷卻器故障之后的第一時(shí)間段中，圖7中的數(shù)據(jù)中心的原理框圖；圖8B是在冷卻器故障之后的第二時(shí)間段中，圖7中的數(shù)據(jù)中心的原理框圖；圖9是冷卻器故障之后，指示冷卻運(yùn)行時(shí)間的圖7的數(shù)據(jù)中心的原理框圖；圖10是說明在冷卻器故障之后，關(guān)于圖7的數(shù)據(jù)中心中的機(jī)架的溫度對(duì)時(shí)間的說明的示例；圖11A是在冷卻系統(tǒng)事件之后的特定時(shí)間的數(shù)據(jù)中心中的溫度分布的說明的示例；以及圖11B是在冷卻系統(tǒng)事件之后的關(guān)于數(shù)據(jù)中心中的機(jī)架隨時(shí)間變化的溫度的說明的示例。具體實(shí)施方式根據(jù)本發(fā)明的至少一些實(shí)施方式涉及系統(tǒng)和過程，通過所述系統(tǒng)和過程，用戶可以設(shè)計(jì)和分析數(shù)據(jù)中心配置。這些系統(tǒng)和過程可以通過允許用戶創(chuàng)建根據(jù)其可以確定性能度量的數(shù)據(jù)中心配置的模型，來幫助這種設(shè)計(jì)和分析活動(dòng)。系統(tǒng)和用戶都可以使用這些性能度量，來確定滿足不同設(shè)計(jì)目標(biāo)的可選數(shù)據(jù)中心配置。此外，在至少一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)提供了用于所提出的數(shù)據(jù)中心設(shè)備的布局的氣流預(yù)測和建模；并且還提供了用于已安裝的、或所計(jì)劃的數(shù)據(jù)中心的冷卻性能的預(yù)測，所述數(shù)據(jù)中心并入了瞬時(shí)事件的影響，所述瞬時(shí)事件諸如一部分冷卻系統(tǒng)的故障或啟用、或設(shè)備的熱量產(chǎn)生部件的啟用或禁用。如同在2011年8月2日發(fā)布的專利號(hào)為7,991,592，題目為“用于評(píng)估設(shè)備機(jī)架冷卻的系統(tǒng)和方法(SystemandMethodforEvaluatingEquipmentRackCooling)”的美國專利(在此被引用為“專利‘592”)；和在2006年1月27日遞交的申請?zhí)枮?1/342,300、題目為“用于管理設(shè)施電力和冷卻(MethodsandSystemsforManagingFacilityPowerandCooling)”的美國專利申請(在此被引用為“申請‘300”)；以及2010年9月17日遞交的、申請?zhí)枮?2/884,832、題目為“用于預(yù)測數(shù)據(jù)中心中的穿孔磚氣流的系統(tǒng)和方法(SystemandMethodforPredictingPerforatedTileAirflowinaDataCenter)”的美國專利申請(在此被引用為“申請‘832”)；以及在2010年6月8日遞交的申請?zhí)枮?2/795,862、題目為“用來預(yù)測數(shù)據(jù)中心溫度值的系統(tǒng)和方法(SystemandMethodforPredictingTemperatureValuesinaDataCenter)”的美國專利申請(在此被引用為“申請‘862”)中所描述的，這四篇專利中的每一個(gè)都被轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人；并且為了全部目的，它們中的每一個(gè)在此都通過引用方式被全部并入本文中；現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)中心中的典型設(shè)備機(jī)架將冷卻空氣吸入到機(jī)架的前部，并且將空氣從機(jī)架后部排出。設(shè)備機(jī)架和成排的冷卻器通常以交替的前/后布置的方式被成排布置：這種交替的前/后布置在數(shù)據(jù)中心中建立了交替的熱通道和冷通道，其中機(jī)架的每排的前部朝向冷通道，并且機(jī)架的每排的后部朝向熱通道。被冷通道隔開的設(shè)備機(jī)架的相鄰排被稱為冷通道集群，而被熱通道隔開的設(shè)備機(jī)架的相鄰排被稱為熱通道集群。此外，還可以認(rèn)為，單獨(dú)的設(shè)備排獨(dú)自形成了熱通道和冷通道集群。設(shè)備機(jī)架的排可以是多個(gè)熱通道集群和多個(gè)冷通道集群的一部分。在本文的說明書和權(quán)利要求中，機(jī)架中的設(shè)備、機(jī)架本身、或其它熱量生成設(shè)備都可以被稱為冷卻消耗裝置；而成排的冷卻單元、計(jì)算機(jī)房用空調(diào)器(CRAC)、計(jì)算機(jī)房空氣處理器(CRAH)、和/或其它類型的冷卻設(shè)備都可以被稱為冷卻提供裝置。在參考應(yīng)用中，工具被提供用來分析數(shù)據(jù)中心中的機(jī)架的集群的冷卻性能。在這些工具中，可以在不同布置中執(zhí)行多個(gè)分析，以試圖優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的冷卻性能。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，提供了實(shí)時(shí)執(zhí)行關(guān)于數(shù)據(jù)中心中的設(shè)備布局的分析方法，所述分析方法用來提供在設(shè)備機(jī)架和冷卻提供裝置的入口內(nèi)和排氣口內(nèi)的空氣溫度的預(yù)測、在設(shè)備機(jī)架和冷卻提供裝置的入口處和排氣口處的空氣溫度的預(yù)測、以及提供在數(shù)據(jù)中心中的多個(gè)位置處的流速率和溫度的預(yù)測。空氣溫度預(yù)測可能包括：在冷卻系統(tǒng)和/或冷卻消耗裝置的至少一部分中的性能變化發(fā)生后的氣流速率變化的預(yù)測、和/或根據(jù)時(shí)間的溫度預(yù)測。本文所公開的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的各個(gè)方面，不將其應(yīng)用限制到附圖所示例的、或之后的說明書中提出的組件的布置和構(gòu)造的細(xì)節(jié)。這些方面能夠采用其它實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)，并且它們能夠以各種方式被實(shí)踐或執(zhí)行。本文提供了特定實(shí)現(xiàn)方式的示例，該示例僅僅用于示例說明的目的并不是旨在被限制。具體地，結(jié)合任何一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中所論述的行為、元件和特征，并不旨在被排除在任何其它實(shí)施方式中的相似作用之外。例如，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為執(zhí)行本文所描述的任何功能，其包括但不限于，配置、建模和顯示關(guān)于特定數(shù)據(jù)中心配置的信息。此外，實(shí)施方式中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以被用來自動(dòng)地測量數(shù)據(jù)中心和控制設(shè)備中的環(huán)境參數(shù)以優(yōu)化性能，所述控制設(shè)備諸如冷卻器或致冷器。而且，本文所描述的系統(tǒng)可以被配置為包括或排除本文所論述的任何功能。因此，實(shí)施方式不被限制在特定的功能或功能集合。另外，本文所用的措辭和術(shù)語是為了說明的目的，而不能被認(rèn)為是限制。本文中的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“包括有”及其各種變化的使用，其意思是包括此后列出的項(xiàng)和等價(jià)物、以及其他項(xiàng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本文所論述的根據(jù)本實(shí)施方式的各個(gè)方面和功能，可以在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中作為軟件或硬件實(shí)現(xiàn)。存在目前使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的許多示例。這些示例包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站、大型機(jī)、聯(lián)網(wǎng)的客戶端、服務(wù)器、媒體服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的其它示例可以包括：諸如蜂窩電話和個(gè)人數(shù)字助理的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、以及諸如負(fù)載均衡器、路由器和交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的各個(gè)方面，可以被放置在單獨(dú)的計(jì)算系統(tǒng)中，或可以分布在連接到一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)計(jì)算系統(tǒng)中。例如，各個(gè)方面和各種功能可以被分布在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置成為一個(gè)或多個(gè)客戶計(jì)算機(jī)提供服務(wù)，或被配置成作為分布式系統(tǒng)的一部分來執(zhí)行一個(gè)總體任務(wù)。另外，各個(gè)方面可以在客戶-服務(wù)器模式、或在多層系統(tǒng)上執(zhí)行，其中該多層系統(tǒng)包括：分布在一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)中用來執(zhí)行各種操作的組件。因此，實(shí)施方式不被限制成在任意特定的系統(tǒng)或系統(tǒng)組中執(zhí)行。另外，各個(gè)方面可以在軟件、硬件或固件、或其任意組合中實(shí)現(xiàn)。因此，根據(jù)現(xiàn)有的各個(gè)實(shí)施方式的各個(gè)方面，可以在利用各種硬件和軟件配置的方法、行為、系統(tǒng)、系統(tǒng)元件和組件內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并且所述實(shí)施方式不被限制在任何特定的分布式架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)、或通信協(xié)議。圖1顯示了分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100的框圖，其中根據(jù)現(xiàn)有的各個(gè)實(shí)施方式的各個(gè)方面和功能可以被實(shí)踐。分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。例如，如同示例的，分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102、104和106。如圖所示，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102、104和106通過通信網(wǎng)絡(luò)108相互連接，并且可以通過通信網(wǎng)絡(luò)108交換數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)108可以包括任何通信網(wǎng)絡(luò)，通過該通信網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以交換數(shù)據(jù)。為了利用網(wǎng)絡(luò)108交換數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102、104和106、以及網(wǎng)絡(luò)108可以使用各種方法、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，其包括：令牌環(huán)網(wǎng)、以太網(wǎng)、無線網(wǎng)、藍(lán)牙、TCP/IP、UDP、Http、FTP、SNMP、SMS、MMS、SS7、Json、Soap和Corba等。為了保證數(shù)據(jù)傳輸是安全的，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102、104和106可以通過網(wǎng)絡(luò)108，利用包括TLS、SSL或VPN及其它安全技術(shù)的各種安全措施，來傳輸數(shù)據(jù)。盡管分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100示例了三個(gè)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，但是分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100可以包括利用任何媒體和通信協(xié)議聯(lián)網(wǎng)的任意數(shù)目的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算設(shè)備。根據(jù)現(xiàn)有的各個(gè)實(shí)施方式的各個(gè)方面和功能，可以被實(shí)現(xiàn)為：專門的硬件和包括圖1中所示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的軟件。如所描述的，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102包括處理器110、存儲(chǔ)器112、總線114、接口116和儲(chǔ)存器118。處理器110可以執(zhí)行產(chǎn)生所操作的數(shù)據(jù)的一系列指令。處理器110可以是商業(yè)上可獲得的處理器，諸如因特爾的奔騰處理器、摩托羅拉的PowerPC、SGI的MIPS、SunUltra的SPARC、或Hewlett-Packard的PA-RISC處理器，但是還可以是比如許多其它可用的處理器和控制器的任何類型的處理器、多處理器、微處理器、或控制器。處理器110，通過總線114被連接到其它系統(tǒng)元件，所述其它系統(tǒng)元件包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備112。在操作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102的過程中，存儲(chǔ)器112可以被用來存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。因此存儲(chǔ)器112可以是相對(duì)高性能、易失性的、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，諸如，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)或靜態(tài)存儲(chǔ)器(SRAM)。然而，存儲(chǔ)器112可以包括用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任何設(shè)備，諸如硬盤驅(qū)動(dòng)、或其它非易失性的、非暫時(shí)性的儲(chǔ)存設(shè)備。在某些情況下，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式，可以將存儲(chǔ)器112組織成特殊且唯一的結(jié)構(gòu)，來執(zhí)行本文所公開的各個(gè)方面和各種功能。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102的組件，可以通過諸如總線114的互聯(lián)元件耦合。總線114可以包括一個(gè)或多個(gè)物理總線、例如，被集成到相同機(jī)器內(nèi)部的組件之間的總線；但是還可以包括：包括專用計(jì)算總線或標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算總線技術(shù)的系統(tǒng)元件之間的任何通信連接，諸如IDE、SCSI、PCI和無限寬帶(InfiniBand)。因此，總線114能夠在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102的系統(tǒng)組件之間進(jìn)行通信交換，例如數(shù)據(jù)和指令交換。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102還包括一個(gè)或多個(gè)接口設(shè)備116，諸如輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和輸入/輸出設(shè)備的組合。接口設(shè)備可以接收輸入或可以提供輸出。更具體地，輸出設(shè)備可以為外部呈現(xiàn)提供信息。輸入設(shè)備可以接收來自外部源的信息。接口設(shè)備的示例包括鍵盤、鼠標(biāo)設(shè)備、跟蹤球、麥克風(fēng)、觸摸屏、打印設(shè)備、顯示屏、揚(yáng)聲器、網(wǎng)絡(luò)接口卡等。接口設(shè)備允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102與諸如用戶和其它系統(tǒng)的外部實(shí)體進(jìn)行信息交換和通信。儲(chǔ)存系統(tǒng)118可以包括計(jì)算機(jī)可讀和可寫的、非易失性的、非暫時(shí)性的儲(chǔ)存介質(zhì)，在該儲(chǔ)存介質(zhì)中存儲(chǔ)了定義了由處理器執(zhí)行的程序的指令。儲(chǔ)存系統(tǒng)118還可以包括被記錄在介質(zhì)上或介質(zhì)內(nèi)部的信息，并且該信息可以被程序處理。更具體地，該信息可以被存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，其中該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被專門配置為節(jié)省存儲(chǔ)空間或提高數(shù)據(jù)交換性能。指令可以被持續(xù)的存儲(chǔ)為編碼信號(hào)，并且該指令可以引發(fā)處理器執(zhí)行本文所描述的任何功能。例如，該介質(zhì)可以是光盤、磁盤、或閃存等。在操作中，處理器或一些其它控制器可以引起數(shù)據(jù)，被從非易失性的記錄介質(zhì)中讀取到諸如存儲(chǔ)器112的另一個(gè)存儲(chǔ)器中，以允許處理器比從包括在儲(chǔ)存系統(tǒng)118中的存儲(chǔ)介質(zhì)訪問時(shí)更快地訪問該信息。存儲(chǔ)器可以被放置在儲(chǔ)存系統(tǒng)118中或存儲(chǔ)器112中，然而，處理器110可以操作在存儲(chǔ)器112內(nèi)的數(shù)據(jù)，并且在處理結(jié)束后，隨后可以將數(shù)據(jù)復(fù)制到與儲(chǔ)存系統(tǒng)118關(guān)聯(lián)的介質(zhì)中。各種組件可以管理數(shù)據(jù)在介質(zhì)和集成電路存儲(chǔ)元件之間移動(dòng)，并且當(dāng)前所描述的實(shí)施方式不會(huì)被限制成這樣。另外，各個(gè)實(shí)施方式不被限制為特定的存儲(chǔ)系統(tǒng)或數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)。盡管計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102通過示例的方式被顯示為一種類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在其上可以實(shí)踐根據(jù)現(xiàn)有的各個(gè)實(shí)施方式的各個(gè)方面和功能，但是當(dāng)前所公開的各個(gè)實(shí)施方式的任何方面不被限制為：被實(shí)現(xiàn)在圖1所示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上。根據(jù)當(dāng)前所公開的實(shí)施方式的各個(gè)方面和功能，可以被實(shí)踐在：具有與圖1所示的組件和結(jié)構(gòu)不同的組件和結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)上。例如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102可以包括專門編程的、專用目的硬件，諸如例如，被定制為執(zhí)行本文所公開的特定操作的專用集成電路(ASIC)。然而，另外一個(gè)實(shí)施方式利用幾個(gè)運(yùn)行MACOS系統(tǒng)X的、帶有摩托羅拉的PowerPC處理器的通用目的計(jì)算設(shè)備，以及幾個(gè)運(yùn)行專有硬件和操作系統(tǒng)的專用計(jì)算機(jī)設(shè)備，可以執(zhí)行相同的功能。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102可以是包含操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述操作系統(tǒng)管理包含在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)102中的硬件元件的至少一部分。通常，諸如處理器110的處理器或控制器執(zhí)行操作系統(tǒng)，例如，所述操作系統(tǒng)可以是諸如WindowsNT、Windows2000(WindowsME)、WindowsXP、或WindowsVista操作系統(tǒng)的從微軟公司得到的基于Windows的操作系統(tǒng)、從蘋果計(jì)算機(jī)公司得到的MACOS系統(tǒng)X操作系統(tǒng)、許多基于Linux的操作系統(tǒng)發(fā)布中的一個(gè)，例如可以從紅帽子公司得到的企業(yè)版Linux操作系統(tǒng)、可以從Sun微系統(tǒng)公司得到的Solaris操作系統(tǒng)、或可以從各種來源得到的UNIX操作系統(tǒng)。許多其它的操作系統(tǒng)可以被使用，并且各個(gè)實(shí)施方式不被限制在任何特定的實(shí)現(xiàn)。處理器和操作系統(tǒng)一起定義了計(jì)算機(jī)平臺(tái)，可對(duì)該計(jì)算機(jī)平臺(tái)編寫高級(jí)編程語言的應(yīng)用程序。這些組件應(yīng)用程序可以是諸如C-的可執(zhí)行的中間字節(jié)碼，或者可以是利用諸如TCP/IP的通信協(xié)議的諸如因特網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的解釋碼。類似地，根據(jù)當(dāng)前公開的實(shí)施方式的各個(gè)方面，可以利用面向?qū)ο缶幊陶Z言來實(shí)現(xiàn)，諸如利用.Net、SmallTalk、Java、C++、Ada、或C#(C-Sharp)來實(shí)現(xiàn)。其它面向?qū)ο缶幊陶Z言也可以被使用?？蛇x地，函數(shù)、腳本、或邏輯編程語言可以被使用。另外，當(dāng)在瀏覽器程序的窗口中查看上述文件時(shí)，根據(jù)當(dāng)前公開的各個(gè)實(shí)施方式的各個(gè)方面和功能，可以在非編程環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，例如以HTML、XML、或其它格式建立的文件形式實(shí)現(xiàn)，以提供圖形-用戶界面的各個(gè)方面或執(zhí)行其它的各個(gè)功能。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式，可以被實(shí)現(xiàn)為可編程元件或非可編程元件、或其任意組合。例如，網(wǎng)頁可以利用HTML來實(shí)現(xiàn)，但是從網(wǎng)頁內(nèi)部調(diào)用的數(shù)據(jù)對(duì)象可以用C++編寫。因此當(dāng)前公開的各個(gè)實(shí)施方式，不被限制在特定編程語言，而是還可以使用任何合適的編程語言。被包括在實(shí)施方式內(nèi)部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以執(zhí)行當(dāng)前公開的各個(gè)實(shí)施方式的范圍之外的其它功能。例如，系統(tǒng)的各個(gè)方面可以利用已有商業(yè)產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)，諸如例如，諸如可從華盛頓州的西雅圖的微軟公司得到的SQLServer、可從加利福尼亞州的紅木海岸的Oracle公司得到的Oracle數(shù)據(jù)庫、以及可從MySQLAB得到的MySQL數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，諸如來自紐約州的阿蒙克市的IBM公司的WebSphere中間件的Oracle輔助產(chǎn)品或集成軟件產(chǎn)品。然而，例如，運(yùn)行SQLServer的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以能夠同時(shí)支持根據(jù)當(dāng)前公開的各個(gè)實(shí)施方式的各個(gè)方面，以及用于各種應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫。示例系統(tǒng)架構(gòu)圖2呈現(xiàn)了包含分布式系統(tǒng)200的物理和邏輯元件的背景圖。如圖所示，分布式系統(tǒng)200根據(jù)當(dāng)前公開的各個(gè)實(shí)施方式中被專門配置。關(guān)于圖2所引述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容僅僅是為了示例性的目的，并不是旨在將所述各個(gè)實(shí)施方式限制在圖2中所示的特定結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域的任意一個(gè)普通技術(shù)人員都清楚的是，可以構(gòu)造許多不同的系統(tǒng)架構(gòu)而沒有偏離當(dāng)前公開的各個(gè)實(shí)施方式的范圍。圖2所呈現(xiàn)的特定布置被選擇來提高清楚度。信息可以利用任何技術(shù)，在元件、組件和圖2所描述的子系統(tǒng)之間流通。例如，這些技術(shù)包括在網(wǎng)絡(luò)中通過TCP/IP協(xié)議傳遞信息，在存儲(chǔ)器的模塊之間傳遞信息，以及通過寫入文件、數(shù)據(jù)庫、或一些其它非易失性儲(chǔ)存設(shè)備，來傳遞信息。其它技術(shù)和協(xié)議可以被使用，而沒有偏離本實(shí)施方式所公開的范圍。參考圖2，系統(tǒng)200包括用戶202、接口204、數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和管理系統(tǒng)206、通信網(wǎng)絡(luò)208和數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫210。系統(tǒng)200可以允許諸如數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)人員或其它數(shù)據(jù)中心工作人員的用戶202和接口204交互，以創(chuàng)建或修改一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)中心配置的模型。根據(jù)一種實(shí)施方式，接口204可以包括專利合作條約申請所公開的地板編輯器和機(jī)架編輯器的各個(gè)方面；其中該專利合作條約申請是在2008年5月15日遞交的，題目為“用于管理設(shè)施電力和冷卻的方法和系統(tǒng)(MethodsandSystemsforManagingFacilityPowerandCooling)”，且申請?zhí)枮镻CT/US08/63675的專利合作條約申請，其在此通過引用方式被全部并入且此后該申請被引用為PCT/US08/63675。在其它實(shí)施方式中，接口204可以使用專用設(shè)施來實(shí)現(xiàn)，其中所述專用設(shè)施能夠讓用戶202以拖放形式設(shè)計(jì)包含數(shù)據(jù)中心或其任何子集的物理布局的表示的模型。該布局可以包括數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)組件和數(shù)據(jù)中心設(shè)備的表示。如在根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式中可以發(fā)現(xiàn)的，接口204的特征在下文中進(jìn)一步論述。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，關(guān)于數(shù)據(jù)中心的信息通過接口被輸入到系統(tǒng)200中，并且對(duì)數(shù)據(jù)中心的評(píng)價(jià)和推薦被提供給用戶。另外，在至少一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)化過程可以被執(zhí)行，來優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的冷卻性能和能源使用。如圖2所示，數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和管理系統(tǒng)206為用戶202呈現(xiàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)接口204。根據(jù)一種實(shí)施方式，數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和管理系統(tǒng)206可以包括，如PCT/US08/63675中所公開的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和管理系統(tǒng)。在該實(shí)施方式中，設(shè)計(jì)接口204可以并入包含在PCT/US08/63675中的輸入模塊、顯示模塊和構(gòu)建模塊的功能，并且可以使用數(shù)據(jù)庫模塊來存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)。如同示例的，數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和管理系統(tǒng)206可以通過網(wǎng)絡(luò)208和數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫210進(jìn)行信息交換。該信息可以包括：所需要的支持?jǐn)?shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和管理系統(tǒng)206的各個(gè)特征和各種功能的任何信息。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫210可以包括：被存儲(chǔ)在PCT/US08/63675所描述的數(shù)據(jù)中心設(shè)備數(shù)據(jù)庫中的至少一些部分。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該信息可以包括：所需要的用于支持接口204的任何信息，例如，一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)中心模型配置的物理布局、包含在模型配置中的冷卻提供裝置的生產(chǎn)和分配特性、模型配置中的冷卻消耗裝置的消耗特性、以及包含在集群中的冷卻提供裝置和設(shè)備機(jī)架的列表等。在一個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫210可以存儲(chǔ)冷卻提供裝置的類型、由每種類型的冷卻提供裝置所提供的冷空氣的數(shù)量、和由冷卻提供裝置所提供的冷空氣的溫度。因此，例如，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫210包括數(shù)據(jù)中心內(nèi)的特定類型的CRAC單元的記錄，即額定以每分鐘5,600立方英尺(cfm)的速率傳遞溫度為68華氏度的氣流。此外，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫210可以存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)冷卻度量，諸如CRAC的入口溫度和出口溫度、以及一個(gè)或多個(gè)設(shè)備機(jī)架的入口溫度和排氣口溫度。溫度可以被周期性地測量，并被輸入到系統(tǒng)中；或者在其它實(shí)施方式中，利用耦合到系統(tǒng)200的設(shè)備，溫度可以被持續(xù)地監(jiān)控。數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫210可以采用能夠在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中存儲(chǔ)信息的任意邏輯構(gòu)造形式，其中包括：平面文件、索引文件、分層數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫或面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫等。利用唯一性關(guān)系和索引、以及外鍵關(guān)系和索引，可以為數(shù)據(jù)建模。可以在各個(gè)字段和各個(gè)表之間，建立唯一性和外鍵關(guān)系和索引，以同時(shí)保證數(shù)據(jù)的完整性和數(shù)據(jù)的交換性能。如圖2中所示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和管理系統(tǒng)206、網(wǎng)絡(luò)208和數(shù)據(jù)中心設(shè)備數(shù)據(jù)庫210；每一個(gè)都可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。如同上文關(guān)于圖1所論述的，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以具有一個(gè)或多個(gè)處理器或控制器、存儲(chǔ)器和接口設(shè)備。圖2中所描述的系統(tǒng)200的特定配置，僅僅用于示例的目的，并且本發(fā)明的實(shí)施方式可以在其它背景下被實(shí)踐。因此，本發(fā)明的實(shí)施方式并不被限制在特定數(shù)目的用戶和系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心氣流和溫度預(yù)測工具預(yù)測用于數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的氣流、模式、壓力、空氣溫度和捕獲指數(shù)的勢流模型(PFM)的各個(gè)方面和實(shí)施方式，被2010年12月16日遞交的美國專利申請描述了，其中該美國專利(在此被引用為申請‘605)申請?zhí)枮?2/970,605，題目為“用于機(jī)架冷卻分析的系統(tǒng)和方法(SystemandMethodsforRackCoolingAnalysis)”，該專利申請被受讓給本申請的受讓人，并且為了全部目標(biāo)，該專利申請?jiān)诖送ㄟ^引用方式被全部并入。在并入了設(shè)備機(jī)架和冷卻器的一些數(shù)據(jù)中心配置中，當(dāng)在考慮諸如功率損失的情景時(shí)，預(yù)測數(shù)據(jù)中心中的溫度如何隨著時(shí)間而變化的能力，是非常重要的。例如，數(shù)據(jù)中心操作者可能期望了解：在遭受特定的冷卻故障事件時(shí)，數(shù)據(jù)中心中的每個(gè)機(jī)架會(huì)花費(fèi)多長時(shí)間，來達(dá)到某一最高可接受的溫度。用來預(yù)測數(shù)據(jù)中心的瞬時(shí)冷卻性能的一種方法包括模型，所述模型假定數(shù)據(jù)中心的全部空氣是在充分混合的平均溫度下。另一種方法包括：在數(shù)據(jù)中心中，在對(duì)于關(guān)于冷卻消耗裝置和/或提供裝置的特定瞬時(shí)事件之前以及包括瞬時(shí)事件之后的時(shí)間段，執(zhí)行全計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)分析。前一種方法可能是非常簡單的，且可能會(huì)導(dǎo)致用戶忽視重要的局部細(xì)節(jié)，或者可能會(huì)導(dǎo)致用戶不必要地過度設(shè)計(jì)冷卻基礎(chǔ)設(shè)施。理論上，CFD能提供所期望的詳細(xì)程度，但是它通常是非常慢、昂貴、且不能經(jīng)常收斂到一致的結(jié)果。通過在不需要全面的CFD分析而做出局部的瞬時(shí)預(yù)測或?qū)ο蠹?jí)別的瞬時(shí)預(yù)測，本發(fā)明的方面和實(shí)施方式提供了方法。在一些實(shí)施方式中，氣流預(yù)測和溫度預(yù)測可以在計(jì)算上被分開，以便只有限定數(shù)量的穩(wěn)定-態(tài)氣流模式被計(jì)算，并且瞬時(shí)計(jì)算主要是針對(duì)溫度而被執(zhí)行。各種技術(shù)可以被使用來計(jì)算氣流和溫度；其中一種組合使用用于氣流預(yù)測的代數(shù)模型、并且然后使用關(guān)注數(shù)據(jù)中心所感興趣的主要?dú)饬髦臏囟饶Ｐ?，這些與每個(gè)機(jī)架和冷卻器的入口和出口有關(guān)。本發(fā)明的方面和實(shí)施方式還包括：用來計(jì)算類似機(jī)架和冷卻器的對(duì)象的“內(nèi)部的”熱容，其比目前所運(yùn)用的某些“外部的”熱量傳遞模型在計(jì)算上更有效且在實(shí)際上更可行。還呈現(xiàn)了：通過著色或另外通過“冷卻運(yùn)行時(shí)間”或通過溫度在視覺上區(qū)分各個(gè)機(jī)架的表示來直觀顯示結(jié)果的方法，其可能包括用于選擇具體時(shí)間的滑動(dòng)條或其它調(diào)整機(jī)制。在下面的論述和示例中，術(shù)語“冷卻器”總體上指的是：所有類型的含有致冷水和基于制冷劑的設(shè)備(諸如基于成排的冷卻器、CRAC和CRAH的冷卻單元。另外，借助于簡單的二維(2D)示例、以及用于特定情景的示例方程式，描述了本發(fā)明的方面和實(shí)施方式。本發(fā)明的方面和實(shí)施方式可以被擴(kuò)展到更普遍的數(shù)據(jù)中心布局和三維(3D)應(yīng)用中而不失一般性。一般氣流和溫度計(jì)算方法在被共同審查(copending)的、2011年12月22日遞交的、專利合作條約申請?zhí)枮镻CT/US11/66776、題目為“用來預(yù)測電子系統(tǒng)中的溫度值的方法和系統(tǒng)(SystemandMethodforPredicitionofTemperatureValuesinanElectronicsSystem)”的專利合作條約申請，在此為了全部目的通過引用方式被全部并入；其呈現(xiàn)了用來將勢流模型(PFM)流體-流動(dòng)分析和固體溫度傳導(dǎo)分析結(jié)合起來的方法。盡管這種方法可以被用于瞬時(shí)數(shù)據(jù)中心冷卻預(yù)測，并且該方法其實(shí)是本發(fā)明的一些實(shí)施方式的子集，但是本發(fā)明的一些方面和實(shí)施方式覆蓋了廣泛的通用方法，其中這些通用方法通過利用幾個(gè)用于計(jì)算氣流和溫度的可選技術(shù)而被運(yùn)用。此外，本發(fā)明的方面和實(shí)施方式包括幾個(gè)不同于數(shù)據(jù)中心瞬時(shí)應(yīng)用的新穎方面。根據(jù)本發(fā)明的方法的不同實(shí)施方式的通用求解技術(shù)如圖3所示，總體上在300中指示。在310行為中，需要幾何數(shù)據(jù)、氣流數(shù)據(jù)和用于設(shè)施的熱數(shù)據(jù)；并且根據(jù)用戶指定的瞬時(shí)事件(例如，冷卻器風(fēng)扇被關(guān)閉或機(jī)架突然散發(fā)更多熱量)，確定將要分析的時(shí)間段，并且將該時(shí)間段劃分為事件之間的多個(gè)離散時(shí)間段。接著，在行為320中，確定初始條件(例如，在t＝0的電力故障之前的穩(wěn)定-態(tài)條件)的氣流模型和溫度。然后，對(duì)每個(gè)根據(jù)需要將被分析的時(shí)間段(行為340-390)計(jì)算氣流模式和溫度。只要每次存在氣流邊界條件變化，例如冷卻器或機(jī)架被“打開”或“關(guān)閉”時(shí)，就可以對(duì)氣流模式進(jìn)行更新，同時(shí)溫度可以在所有時(shí)間段上被持續(xù)計(jì)算，直到所有分析時(shí)間段結(jié)束。在瞬時(shí)事件出現(xiàn)之間，氣流模型可以被假定為維持在穩(wěn)定態(tài)。氣流模式預(yù)測氣流模式可以根據(jù)代數(shù)模型、PFM、CFD、或下文進(jìn)一步論述的其它技術(shù)確定。在一些方面和實(shí)施方式中，確定“基本氣流”或“全流場”?；練饬骰練饬魇沁M(jìn)入每個(gè)機(jī)架和冷卻器、以及從每個(gè)機(jī)架和冷卻器流出的、與‘862申請所論述的fij和gij的定義一致的氣流柱。出于完整性的考慮，在此回顧了這些定義。fij是被冷卻資源j捕獲的來自機(jī)架i的氣流部分；并且類似的，gij是機(jī)架i的入口氣流中由冷卻資源j所引起的部分。fij和gij共同可以表征設(shè)施的冷卻性能的最重要的氣流模式。盡管fij和gij可以通過自身，為本發(fā)明的各個(gè)方面和實(shí)施方式，充分地表征數(shù)據(jù)中心的氣流，然而，它們可能還被用作構(gòu)筑模塊，其中該構(gòu)筑模塊用來確定熱-通道捕獲指數(shù)(HACI)和冷-通道捕獲指數(shù)(CACI)。其中，N是冷卻源的編號(hào)。在HACI計(jì)算中，N可以包括所有局部冷卻提取(冷卻器回流口、局部排氣網(wǎng)格等)；以及在CACI計(jì)算中，N可以包括所有局部冷卻供應(yīng)?？傊?，fij和gij分別是HACI和CACI的基本構(gòu)筑模塊，并且它們可以完全表征數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)者或操作者應(yīng)該關(guān)注的基本氣流細(xì)節(jié)。在電力故障或氣流邊界條件發(fā)生變化的其它事件期間，fij和gij可以被再次計(jì)算。這類事件的示例是：當(dāng)一些冷卻器或所有冷卻器被臨時(shí)關(guān)閉時(shí)。全流場預(yù)測數(shù)據(jù)中心氣流的傳統(tǒng)方法，是利用CFD確定基本上在數(shù)據(jù)中心的所有位置上的氣流速度。這是全流場技術(shù)的示例。該技術(shù)可以提供比基本氣流技術(shù)更高的求解分辨率和可能更高的準(zhǔn)確性。PFM方法是全流場技術(shù)的另外的示例。代數(shù)模型如專利‘592和申請‘862中所論述的，已經(jīng)開發(fā)了代數(shù)模型，以在各種配置中預(yù)測用于機(jī)架的冷通道捕獲指數(shù)(CI)和熱通道捕獲指數(shù)。代數(shù)計(jì)算器的一個(gè)優(yōu)勢在于：計(jì)算本質(zhì)上是即時(shí)的，且它們保證產(chǎn)生至少傾向正確方向的結(jié)果。fij和gij基本-氣流構(gòu)筑模塊可以從代數(shù)計(jì)算器直接提?。徊⑶覍?duì)于本瞬時(shí)-溫度-預(yù)測應(yīng)用的各個(gè)方面和實(shí)施方式，可能不明確需要捕獲指數(shù)。已經(jīng)為數(shù)據(jù)中心中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備的基本上所有的實(shí)際分組，開發(fā)了代數(shù)模型，以便利用分組的正確識(shí)別和計(jì)算器的多個(gè)應(yīng)用，計(jì)算所有的fij和gij。勢流模型(PFM)氣流模式還可以根據(jù)申請‘605中所描述的PFM分析確定。PFM分析可以提供比代數(shù)模型更局部的細(xì)節(jié)，并且對(duì)于任何一般應(yīng)用可能工作得十分合理，然而，代數(shù)模型可能對(duì)數(shù)據(jù)中心工作得更好，其中，數(shù)據(jù)中心可能劃分成約束公共的冷通道或熱通道的明確定義的設(shè)備集群。PFM可以快速求解(對(duì)于每次氣流模式更新可能是幾秒)并且總是收斂到結(jié)果。PFM分析被用作只有流動(dòng)(flow-only)的模型，以計(jì)算被后續(xù)用于氣溫計(jì)算的fij值和gij值，或者氣溫可以在PFM分析中直接計(jì)算。在后面這個(gè)例子中，為提供額外的分辨率的每個(gè)可計(jì)算網(wǎng)格單元預(yù)測一個(gè)溫度。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)模型在本發(fā)明的各個(gè)方面和實(shí)施方式的背景中的CFD可能表示：僅僅利用CFD來求解瞬時(shí)分析過程中所需要的離散氣流模式的數(shù)目，而并不利用CFD來求解全部瞬時(shí)問題，其中氣流模式的演變在每個(gè)時(shí)間步長被嚴(yán)格更新。后者對(duì)于實(shí)際應(yīng)用可能是非常慢的(可能是以天來計(jì)數(shù)的計(jì)算時(shí)間)。前者的方法相比于PFM仍然比較慢(可能以小時(shí)計(jì))，但是它為當(dāng)前的CFD實(shí)踐者(其不可能訪問代數(shù)工具或PFM工具)提供了一種對(duì)于其他方式將是不可能的方式來執(zhí)行分析。另外，CFD可能提供高度的預(yù)測準(zhǔn)確性。如同使用PFM，CFD可以被用作只有流動(dòng)的模型，以計(jì)算fij的值和gij的值，其中fij的值和gij的值被后續(xù)在空氣溫度計(jì)算中使用；或者空氣溫度可以直接在CFD分析中進(jìn)行計(jì)算。前者的方法還可以減少求解時(shí)間?？諝鉁囟阮A(yù)測溫度模型如在申請‘862中所論述的，一旦氣流模型被用fij和gij表征，就可能估計(jì)所關(guān)注的全部溫度(機(jī)架和冷卻器的入口和出口溫度、以及一個(gè)外界溫度)。該過程在此將被稱為“溫度模型”。這個(gè)模型中的基本假定是：對(duì)于進(jìn)入和離開每個(gè)機(jī)架和冷卻器的氣流柱，存在一個(gè)充分混合的溫度。跟蹤從每個(gè)局部冷卻器供應(yīng)到每個(gè)機(jī)架入口的氣流，同樣跟蹤從每個(gè)機(jī)架排氣口到每個(gè)局部冷卻器的回流口的氣流。假定其它的氣流相互影響是與數(shù)據(jù)中心的周圍充分混合的外部環(huán)境發(fā)生的。機(jī)架到機(jī)架的相互影響和冷卻器到冷卻器的相互影響，可以被直接建模，但是在該示例中，沒有被捕獲的機(jī)架排氣加熱了外部環(huán)境，其反過來又提高了其它機(jī)架的入口溫度。遠(yuǎn)離機(jī)架布置的傳統(tǒng)CRAC單元，被假定將氣流直接從外部環(huán)境吸入氣流。溫度模型是基于物理學(xué)的技術(shù)；溫度根據(jù)被應(yīng)用在已知流場的模型的質(zhì)量和能量守恒原理被嚴(yán)格計(jì)算。該溫度模型自身不使用任何其它經(jīng)驗(yàn)理論。圖4示意性地顯示了小型數(shù)據(jù)中心的示例，其中該小型數(shù)據(jù)中心配備有一個(gè)機(jī)架Ri、一個(gè)冷卻器Cj、和具有功率散發(fā)Pk的一個(gè)被加熱模塊Bk。短劃線是數(shù)據(jù)中心外部空氣附近的控制體積；機(jī)架-冷卻器氣流的相互影響發(fā)生在控制體積外部，而諸如設(shè)備和墻壁的固體與環(huán)境氣體之間的氣流的相互作用，則在整個(gè)控制體積邊界中發(fā)生。在圖4的整個(gè)控制體積邊界上，平衡瞬時(shí)能量流動(dòng)，并將其推廣到n個(gè)機(jī)架、Nc個(gè)局部冷卻回流口和m個(gè)被加熱模塊，得到下式：其中，QiR和QjC分別是機(jī)架i的氣流速率和冷卻源j的氣流速率。Ql和QCRAC分別是總泄露和總CRAC氣流速率。TiRE、TjCS和Tl分別是機(jī)架i的排氣口溫度、冷卻器j的供應(yīng)溫度和泄露氣流溫度。Tamb和TW分別是外部數(shù)據(jù)中心房間溫度和平均墻壁溫度。空氣的密度和特定熱量的乘積ρcp可以被取為等于1196J/kg℃的常量。熱量傳遞系數(shù)hW是對(duì)于所有墻壁表面的平均值；而AW是總墻壁表面面積。vR是數(shù)據(jù)中心房間中除去設(shè)備體積、和由fij和gij表征的基本氣流柱所占據(jù)的空氣的體積之后的氣體的體積。實(shí)際上，后者可以被估計(jì)為被限制在熱通道和冷通道中的體積。注意被加熱模塊不具有與其相關(guān)的溫度；它們只是將熱量(Pk)加入到提高了外界溫度的房間中。等式(3)中的瞬時(shí)項(xiàng)可以被下列線性等式來近似：其中T-amb是從上一個(gè)時(shí)間步長中計(jì)算出來的外界溫度。如在申請‘862中所論述的其它等式，建模進(jìn)入和離開每個(gè)機(jī)架和冷卻器的氣流柱的混合，并且等式允許所有入口溫度和出口溫度被計(jì)算。機(jī)架排氣口和冷卻器供應(yīng)溫度預(yù)測取決于：被用來建模下文中進(jìn)一步解釋的對(duì)象的熱容的技術(shù)。溫度模型形成了耦合的等式組，其中，當(dāng)在每個(gè)時(shí)間步長中被求解時(shí)，溫度模型可以提供所有機(jī)架的入口溫度和排氣口溫度、所有冷卻器的回流溫度和供應(yīng)溫度、以及單獨(dú)的充分混合的外界溫度。離散化方法-PFM和CFD利用PFM和CFD，數(shù)據(jù)中心空氣體積被劃分為離散的多個(gè)網(wǎng)格單元。一旦氣流(并且因而包括在所有單元面的速度)是已知的，每個(gè)網(wǎng)格單元的溫度都可以根據(jù)每個(gè)單元的能量平衡確定。有限差分方法或有限體積方法可以同時(shí)被PFM和CFD使用。有限元或其他方法也可以被使用。申請PCT/US11/66776，在結(jié)合PFM-傳導(dǎo)求解器應(yīng)用的背景中，詳細(xì)地討論了這種方法。如上文所論述的，所述問題的溫度部分甚至利用CFD可以與氣流部分分開求解。在這種情況下，遵從本發(fā)明的實(shí)施方式，氣流模式可能僅僅需要被計(jì)算有限數(shù)目的次數(shù)，并且僅僅當(dāng)氣流邊界條件發(fā)生變化時(shí)才被計(jì)算。建模機(jī)架和冷卻器的熱容約束數(shù)據(jù)中心的或數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的所有固體對(duì)象和空氣，都具有“熱容”，這意味著其采用一定數(shù)量的熱量傳遞，例如W，來改變對(duì)象或空氣指定數(shù)量的溫度(例如以℃為單位)。正是數(shù)據(jù)中心的熱容(預(yù)冷卻的)允許溫度在沒有冷卻的短暫時(shí)間段中被保持在可接受的限制內(nèi)。可以被用來建模固體對(duì)象的熱容的兩項(xiàng)技術(shù)包括：外部熱容方法(ETMM)和內(nèi)部熱容方法(ITMM)外部熱容方法利用在此被稱為外部熱容方法(ETMM)的方法，機(jī)架排氣口溫度可以按照下列等式進(jìn)行計(jì)算：TiRE＝TiRI+ΔTR(5)其中ΔTR是由于已知機(jī)架功率對(duì)已知?dú)饬魉俾实脑黾铀a(chǎn)生的每個(gè)機(jī)架j上的溫度增量。TiRE是機(jī)架排氣口溫度；而TiRI是指定機(jī)架i的機(jī)架入口溫度。在ETMM中，通過顯式地建模在表示機(jī)架的固體對(duì)象中的傳導(dǎo)熱量傳遞，來建模機(jī)架的熱容。隨后通過該熱容建模機(jī)架儲(chǔ)存熱量的能力，并且從該熱容傳遞出的熱量、或傳遞到該熱容的熱量只是發(fā)生在流體-固體接觸面。以相似的方式，與冷卻器和所有其它固體對(duì)象關(guān)聯(lián)的瞬時(shí)熱量傳遞，都發(fā)生在冷卻器外部的流體-固體接觸面。在一種情景中，在電力故障期間，冷卻器風(fēng)扇可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但是冷卻水到冷卻器盤管的循環(huán)可能已經(jīng)停止。利用ETMM，在緊隨電源故障之后，冷卻器供應(yīng)溫度等于冷卻器的回流溫度，并且冷卻器的熱容不會(huì)影響流經(jīng)冷卻器內(nèi)部的空氣的溫度。然而，事實(shí)上，在電力故障之后，冷盤管和其它內(nèi)部冷卻器組件將引起供應(yīng)溫度逐漸上升，并不是突然上升。參考圖5，根據(jù)已知速度，能量經(jīng)過三個(gè)側(cè)面以及經(jīng)過在流體-固體接觸面的對(duì)流，流入到流體單元i和流出流體單元i。另外，流體體積可以隨時(shí)間加熱或冷卻。該瞬時(shí)影響按照如下等式建模：其中，Tif+是時(shí)間步長Δt之后的流體單元i的溫度；ρf是流體的密度；cpf是流體的具體熱量；以及vf＝Δx3是流體單元體積。將該項(xiàng)包含進(jìn)用于網(wǎng)格單元i的能量平衡，產(chǎn)生了用于將來時(shí)刻的流體單元的溫度的下列表達(dá)式：其中，對(duì)于這種情況，VE、VN和VW分別是經(jīng)過東側(cè)單元面、北側(cè)單元面和西側(cè)單元面的速度；并且質(zhì)量守恒要求VE+VN＝VW。類似地，包含圖5的固體單元的瞬時(shí)加熱或冷卻的能量平衡導(dǎo)致下式：其中，上標(biāo)“s”代表“固體”。等式(7)和(8)分別是將來時(shí)刻的流體單元和固體單元中的溫度的“顯式”表示。利用該方法，所有單元中的溫度可以順序地在給定的時(shí)間步長計(jì)算。然后，這些溫度被用在等式(7)和(8)的右手側(cè)，以計(jì)算下個(gè)時(shí)間步長中的溫度。該過程一直持續(xù)，直到所期望的瞬時(shí)時(shí)間段被覆蓋。這種十分明了的求解過程之所以可能是由于下列事實(shí)：在等式(7)和(8)中，等式(7)和(8)中的所有鄰接單元的溫度在當(dāng)前時(shí)刻進(jìn)行評(píng)估。還可以表示所有鄰接單元在將來時(shí)刻的溫度，并且這被稱為“隱式”方法，因?yàn)閱卧猧的溫度不能像等式(7)和(8)中一樣被隔離(isolate)。在“隱式”方法中，在每個(gè)時(shí)間步長中，所有單元的溫度(Tif+或Tis+)可以同時(shí)利用求解器(例如高斯-賽德爾迭代法)求解。顯式方法具有非常簡單的優(yōu)勢；然而，只有在使用足夠小的時(shí)間步長時(shí)，其才可能收斂到有意義的結(jié)果。隱式方法具有無論時(shí)間步長大小，都將收斂的優(yōu)勢，且因此由于其能使用較大的時(shí)間步長，所以總求解時(shí)間可以更少。內(nèi)部熱容方法內(nèi)部熱容方法(ITMM)，可以包括瞬時(shí)分析中的冷卻器和機(jī)架的熱容，而不會(huì)帶來高于和超出氣流和空氣溫度計(jì)算的任何實(shí)質(zhì)上的求解-時(shí)間上的不利(penalty)。另外，這種方法與ETMM相比，可能按照自然規(guī)律來說更實(shí)際，因?yàn)榇蟛糠值綑C(jī)架或冷卻器的主體熱容的“接入”是通過內(nèi)部氣流，而不是通過對(duì)象的外層(通常是薄的金屬平板)。最后，本方法中可以使用的機(jī)架或冷卻器的有效瞬時(shí)熱特性，比起ETMM中的等價(jià)特性，可能更容易估計(jì)(例如，根據(jù)實(shí)驗(yàn)或詳細(xì)的CFD)。用來將ITMM應(yīng)用到機(jī)架的等式如下所示。冷卻器和其它流動(dòng)對(duì)象可以在類似方式下建模。在整個(gè)機(jī)架上的瞬時(shí)能量平衡服從下式：其中，(Mcp)ieff是機(jī)架的有效熱容(質(zhì)量和特定熱量的乘積)；而是由于機(jī)架內(nèi)部的IT負(fù)載所散發(fā)的總功率。Tieff是集中的機(jī)架群(mass)的有效溫度。是通過機(jī)架i的總體(mass)氣流速率。假定所有傳遞到機(jī)架群上的熱量，在具有有效熱量傳遞系數(shù)(hA)ief的一些有效面積上發(fā)生，那么可以獲得下列等式：等式(9)和(10)可以被同時(shí)求解，以提供Tieff和TiRE的顯式表示：其中并且Tieffold是集中機(jī)架群在下一個(gè)時(shí)間段中的溫度。隨后，等式(11)-(13)可以在分析的每個(gè)時(shí)間步長被用來估計(jì)機(jī)架的有效溫度和排氣口溫度。根據(jù)上文分析所產(chǎn)生的機(jī)架熱時(shí)間常量，表征了在其上發(fā)生機(jī)架的瞬時(shí)加熱或冷卻的時(shí)間刻度(scale)。例如，大的時(shí)間常量暗示非常大的熱容、或同氣流的緩慢的熱量交換；并且有效機(jī)架溫度將在時(shí)間上非常緩慢地變化。當(dāng)機(jī)架熱時(shí)間常量接近零時(shí)，機(jī)架排氣口溫度是入口溫度加上冷卻器以類似形式被建模。不存在內(nèi)部功率散發(fā)，并且熱量傳遞通常在從進(jìn)氣到處于Teff的冷卻器的有效內(nèi)部表面的方向上。另外，如果冷卻器持續(xù)進(jìn)行冷卻水循環(huán)(但是在致冷器重新提供服務(wù)之前，可能處于不斷升高的溫度)，本發(fā)明的實(shí)施方式可以在等式(9)和(10)中包括該影響。本發(fā)明的示例實(shí)施方式下文的表1示例了氣流和溫度預(yù)測方法的各種組合，其可以在本發(fā)明的各種實(shí)施方式中使用。如表1中所示例的，如果僅僅要對(duì)基本氣流進(jìn)行計(jì)算，那么可以優(yōu)選地分別將代數(shù)計(jì)算器與溫度模型和內(nèi)部熱容方法(ITMM)進(jìn)行結(jié)合而用于空氣溫度和固體溫度。如果認(rèn)為求解的準(zhǔn)確性比求解時(shí)間、成本、穩(wěn)定性等更重要，那么PFM或CFD可以被用來預(yù)測基本氣流。利用全場氣流計(jì)算，結(jié)合了離散化的空氣溫度計(jì)算和ITMM的PFM可能是優(yōu)選的方式。再次，如果求解的準(zhǔn)確性被認(rèn)為是最重要的考慮因素，那么CFD可以在一些用于氣流預(yù)測的實(shí)施方式中被使用。表1：瞬時(shí)分析示例輸入情景根據(jù)一些實(shí)施方式，提供了軟件使用者通過其可以規(guī)定他們所期望研究的瞬時(shí)分析的所有屬性。這類研究可以包括諸如：預(yù)測數(shù)據(jù)中心中的不同溫度上的電力故障的影響。接口的示例如圖6所示，其中用戶可以利用該接口來規(guī)定具體情景。該接口可以被包括在軟件工具中，并且可以被表示在計(jì)算機(jī)的顯示設(shè)備上。如由圖6中的復(fù)選框所示，用戶已經(jīng)規(guī)定了：除了致冷器，主要冷卻設(shè)備都與不間斷電源供應(yīng)(UPS)相連。因?yàn)閁PS運(yùn)行時(shí)間(10分鐘)遠(yuǎn)大于發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，所以冷卻器風(fēng)扇和致冷水泵將能夠運(yùn)行不確定的一段時(shí)間(只要發(fā)電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn))。然而，致冷器沒有連接到UPS(可能是這種情況：由于其大功率需求)，所以管道系統(tǒng)和緊急儲(chǔ)水池中的致冷水(如果可用)將繼續(xù)循環(huán)且加熱，直到致冷器恢復(fù)工作。這種情景的詳細(xì)說明在專利‘592中提供。該示例將示例說明整個(gè)數(shù)據(jù)中心中的機(jī)架的預(yù)測、和其它規(guī)定溫度的預(yù)測。例如，圖6所示的示例情景，僅僅一個(gè)氣流模式被預(yù)測為機(jī)架，并且冷卻器氣流模式在整個(gè)瞬時(shí)分析中沒有變化。然而，在空氣和固體對(duì)象溫度可以被分析期間，三個(gè)不同的時(shí)間段存在于兩個(gè)瞬時(shí)事件之間：1.初始化穩(wěn)定-態(tài)時(shí)間段2.電力故障后直到致冷器重啟的時(shí)間段3.致冷器重啟后直到溫度返回穩(wěn)定-態(tài)值的時(shí)間段代數(shù)氣流-溫度模型示例在如下示例中，在故障事件之前和之后，代數(shù)模型被用來計(jì)算氣流模式；而溫度模型被用來計(jì)算瞬時(shí)空氣溫度在時(shí)間上的變化。示例假定：數(shù)據(jù)中心包括如圖7所示被布置的10個(gè)設(shè)備機(jī)架和4個(gè)冷卻器；其中每個(gè)機(jī)架的電力使用和氣流、以及每個(gè)冷卻器的氣流如圖所示。為了方便，固體對(duì)象的熱容沒有被包括在該示例中，但是實(shí)際上，內(nèi)部熱容方法可以和代數(shù)氣流方法一起使用，并且溫度模型幾乎不使用額外的計(jì)算時(shí)間。即使對(duì)于大型的實(shí)際設(shè)施，代數(shù)氣流-溫度模型的組合也允許瞬時(shí)情景被實(shí)時(shí)分析。在該方法中，可以為所有機(jī)架和冷卻器的入口和出口計(jì)算溫度，外加一個(gè)充分混合的外界溫度。在一些實(shí)施方式中，可能不能夠顯示數(shù)據(jù)中心中的每個(gè)地方的空氣溫度。假定：圖7中的右上側(cè)的冷卻器在t＝0時(shí)刻發(fā)生故障。兩個(gè)氣流模式被計(jì)算：在t＝0之前存在的所有冷卻器運(yùn)行的穩(wěn)定-態(tài)氣流模式；以及在t＝0之后的一個(gè)冷卻器發(fā)生故障的一個(gè)氣流模式。計(jì)算實(shí)質(zhì)上可以利用代數(shù)氣流模型和溫度模型被即刻執(zhí)行。圖8A和圖8B顯示了基于入口溫度的模式化的機(jī)架；滑動(dòng)條允許用戶在任何時(shí)刻及時(shí)檢查結(jié)果。此處的溫度級(jí)別根據(jù)ASHRAE熱準(zhǔn)則(ASHRAE.2008.用于數(shù)據(jù)處理環(huán)境的熱準(zhǔn)則。亞特蘭大：美國采暖、致冷和空調(diào)工程師協(xié)會(huì)，公司)；其中，具有在推薦溫度范圍內(nèi)的溫度的機(jī)架被指示為不帶圖案，而具有在允許溫度范圍內(nèi)的溫度的機(jī)架被用不規(guī)則(hash)符號(hào)指示出來。在t＝25秒時(shí)，機(jī)架1、4、5在被推薦的范圍內(nèi)(見圖8A)，但是在冷卻器失效后的45秒時(shí)，機(jī)架1、4、5在被推薦的溫度閾值之上(見圖8B，其中，這些機(jī)架被用不規(guī)則符號(hào)示出)冷卻運(yùn)行時(shí)間可以被定義為：機(jī)架入口溫度達(dá)到其最高允許溫度時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間。如果機(jī)架入口溫度從來沒有達(dá)到該閾值，那么該冷卻運(yùn)行時(shí)間被假定為無窮大。圖9顯示了冷卻運(yùn)行時(shí)間可以如何被顯示給用戶。所有時(shí)間都是秒級(jí)的，并且機(jī)架可以基于用戶規(guī)定的限制如同圖9中的圖例中所指示的被模式化。在圖8A、圖8B和圖9的示例說明中，可以理解的是：在其它實(shí)施方式中，直到達(dá)到具體溫度時(shí)，具體溫度范圍或時(shí)間的其它指示才可以被使用(例如通過顏色編碼)。在一些實(shí)施方式中，用戶還可以查看，如圖10中所示的每個(gè)機(jī)架的溫度隨時(shí)間的變化。對(duì)于該示例，故障冷卻器的對(duì)面的排中的機(jī)架(如圖7所示的機(jī)架6和9)，從來沒有超出允許的溫度。PFM氣流—離散化的PFM溫度示例在另一個(gè)示例中，用于同時(shí)計(jì)算氣流和溫度的PFM方法，被用在如圖11A所示的2D數(shù)據(jù)中心布局中。外部熱容方法被用來建模與冷卻器和機(jī)架的熱交換，但是為了簡單，冷卻器、機(jī)架、和所有分界墻在整個(gè)瞬時(shí)分析期間都被保持在20℃的溫度。這種假定相當(dāng)于假定所有固體對(duì)象都具有比空氣的熱容大得多的熱容。這種假定可以被正確地用在瞬時(shí)分析的非常早期的階段，但是這種假定可能在足夠長的時(shí)間段之后是不正確的，從而導(dǎo)致固體對(duì)象的溫度發(fā)生明顯地變化。在這種情況下，如果ETMM被使用，固體對(duì)象還可以被離散化，并且固體單元溫度能夠利用類似于等式(8)的等式進(jìn)行計(jì)算。在t＝0之前，冷卻器運(yùn)行；并且氣流通過緊鄰圖11A中的機(jī)架右側(cè)放置的穿孔磚被供應(yīng)到機(jī)架前面。在t＝0時(shí)刻，冷卻器發(fā)生故障，并且氣流模式隨后僅僅由機(jī)架氣流驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)氣流模式都由PFM計(jì)算：包括正常工作的冷卻器的初始穩(wěn)定-態(tài)氣流模式；以及在t＝0時(shí)刻后，不存在冷卻器返回氣流或穿孔磚供應(yīng)氣流的氣流模式。圖11A顯示了在t＝12秒時(shí)，整個(gè)空間中的示例溫度。圖11B顯示了在整個(gè)兩分鐘的時(shí)間段內(nèi)的機(jī)架入口溫度和外界溫度(在該示例中，外界溫度基于單元的平均房間溫度)。需要注意的是，PFM方法的重要的方面是：它允許數(shù)據(jù)中心中的全部溫度分布在瞬時(shí)分析期間的任意所期望的時(shí)刻被顯示給用戶。在上文的實(shí)施方式中，提供了過程和系統(tǒng)，其可以確定數(shù)據(jù)中心中的相關(guān)溫度，并且在這些溫度上建模冷卻系統(tǒng)操作中的瞬時(shí)中斷的影響。通過利用系統(tǒng)和方法的結(jié)果來改變設(shè)備的容量和/或?qū)嶋H布局、或設(shè)備的容量和/或建議的布局，系統(tǒng)和方法可以被用來提供數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在上文所描述的過程中，關(guān)于數(shù)據(jù)中心冷卻的值可以被確定，其中關(guān)于數(shù)據(jù)中心冷卻的值包括氣流和溫度。在至少一些實(shí)施方式中，被確定的值是對(duì)發(fā)生在具有建模參數(shù)的數(shù)據(jù)中心中的實(shí)際值的預(yù)測。在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式的方法中，對(duì)數(shù)據(jù)局中心中的集群成功建模之后，模型的結(jié)果可以被用作系統(tǒng)的部分，以根據(jù)所設(shè)計(jì)的布局整理數(shù)據(jù)中心的設(shè)備、運(yùn)送設(shè)備和安裝設(shè)備。在本文所描述的至少一些實(shí)施方式中，隔室中的氣流被描述為是由CRAC產(chǎn)生的。本文所描述的系統(tǒng)和方法可以與隔室中的其他類型的空氣源一起使用，其中包括其他類型的冷卻設(shè)備和風(fēng)扇。在至少一些實(shí)施方式中，方法被描述為確定具體的氣流和源自冷卻系統(tǒng)的操作中斷的這些氣流中的變化。在至少一些實(shí)施方式中，所述確定為實(shí)際氣流的預(yù)測或估計(jì)。在本文所描述的發(fā)明的至少一些實(shí)施方式中，實(shí)時(shí)評(píng)估和計(jì)算的執(zhí)行是指：在幾秒或更短的情況下完成的過程，而不是使用復(fù)雜計(jì)算時(shí)可能碰到的幾分鐘或更長的時(shí)間下完成的過程，諸如涉及典型的CFD計(jì)算的那些過程。在上文所描述的至少一些實(shí)施方式中，根據(jù)所預(yù)測的溫度、和/或氣流、和/或溫度中的變化、和/或由數(shù)據(jù)中心中的冷卻系統(tǒng)故障出現(xiàn)所引起的氣流，對(duì)數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)和/或數(shù)據(jù)中心中的實(shí)際參數(shù)進(jìn)行改變。例如，數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和管理系統(tǒng)的用戶可以改變冷卻器的位置、或冷卻器的類型；其中所述冷卻器被用在數(shù)據(jù)中心設(shè)備的實(shí)際布局中、或所建議的數(shù)據(jù)中心設(shè)備的布局中。當(dāng)發(fā)現(xiàn)性能在預(yù)定義規(guī)格內(nèi)時(shí)，這些改變可以被實(shí)現(xiàn)，來提高冷卻性能；和/或可以被實(shí)現(xiàn)來提供成本節(jié)省和/或功率節(jié)省。另外，基于所確定的氣流值，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可以控制一個(gè)或多個(gè)CRAC來調(diào)整氣流；并且，除此之外，如果氣流不足以提供充足的冷卻，那么一個(gè)或多個(gè)設(shè)備機(jī)架可以被控制，以降低功率。在上文所描述的至少一些實(shí)施方式中，工具和過程被提供用來確定數(shù)據(jù)中心中的氣流和溫度。在其它實(shí)施方式中，工具和過程可以被用在其它類型的設(shè)施中，并且還可以被用在包括移動(dòng)數(shù)據(jù)中心的移動(dòng)應(yīng)用中。另外，根據(jù)本文所描述的實(shí)施方式的過程和系統(tǒng)，可以被用在架空的空氣隔室和其它類型的空氣隔室中。已經(jīng)如此描述了本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式的幾個(gè)方面，需要了解的是：各種改變、修改或改進(jìn)可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到。這些改變、修改、和改進(jìn)旨在是本公開內(nèi)容的一部分，并且旨在落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此，上述描述和附圖僅僅是示例的方式。