關于瞬時事件對數(shù)據(jù)中心中的溫度的影響分析發(fā)明領域根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施方式總體上涉及用于數(shù)據(jù)中心管理和設計的系統(tǒng)和方法，并且更具體地，涉及用于在關于冷卻提供裝置或冷卻消耗裝置的一個或多個瞬時事件發(fā)生后，預測數(shù)據(jù)中心內部的冷卻性能的系統(tǒng)和方法。

背景技術：
為了響應基于信息的經濟的日益增長的需求，信息技術網絡在全球持續(xù)擴增。該增長的一個表現(xiàn)是集中式網絡數(shù)據(jù)中心。集中式網絡數(shù)據(jù)中心通常由不同信息技術設備組成，這些信息技術設備被共同放置在提供網絡連接、電源和冷卻能力的結構中。通常設備被容納在被稱為“機架”的特定外殼中，這些機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設備時的相關成本。突起的地板通常被用來為機架提供冷卻空氣，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架。各種過程和軟件應用，諸如可以從羅得島州的西金士頓的美國電力轉換(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)中心人員設計和維護高效且有效的數(shù)據(jù)中心配置。例如，這些工具通常指導數(shù)據(jù)中心工作人員完成設計數(shù)據(jù)中心結構、在安裝前確定設備在數(shù)據(jù)中心內的位置、以及在構造和安裝后改變設備的位置的活動。因此，傳統(tǒng)工具集為數(shù)據(jù)中心工作人員提供了標準且可預測的設計方法學。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一方面針對用于評估數(shù)據(jù)中心中的設備的冷卻性能的計算機實現(xiàn)方法，所述設備包括多個設備機架和至少一個冷卻提供裝置。該方法包括：接收關于所述數(shù)據(jù)中心中的設備類型和設備布置的數(shù)據(jù)；確定在第一時間段上所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中關于氣流的第一參數(shù)、關于溫度的參數(shù)；接收瞬時事件的描述，所述瞬時事件影響所述數(shù)據(jù)中心中的所述至少一部分的溫度和氣流中的一個并且在所述第一時間段之后的第二時刻發(fā)生；將在所述第二時刻之后的第二時間段劃分為多個時間間隔；確定在多個時間間隔中的一個時間間隔期間，關于所述數(shù)據(jù)中心的所述至少一部分氣流的第二參數(shù)；基于與氣流相關的所述第二參數(shù)，確定在多個時間間隔的每一個時間間隔中，關于所述數(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間段期間，所述數(shù)據(jù)中心的部分的溫度相關的參數(shù)的表示，存儲在儲存設備上。根據(jù)一些實施方式，接收所述瞬時事件的描述包括：接收對在其期間所述瞬時事件影響所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分的溫度和氣流中的一個的時間段的描述。根據(jù)一些實施方式，該方法還包括：確定在所述第二時間段的所述多個時間間隔中的每個時間間隔期間，所述多個設備機架中的每個設備機架的進氣的溫度。根據(jù)一些實施方式，該方法還包括：提供在所述第二時刻之后的用戶可選擇的時間段期間，所述多個設備機架中的任意一個設備機架是否達到了不可接受的溫度的指示。根據(jù)一些實施方式，該方法還包括：提供所述第二時刻之后的時間段的指示，所述多個設備機架中的一個設備機架在該時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氣。根據(jù)一些實施方式，利用CFD過程和勢流模型分析中的一個，來確定關于氣流的第一參數(shù)和關于所述氣流的第二參數(shù)中的一個。根據(jù)一些實施方式，確定關于溫度的參數(shù)包括：以計算方式將數(shù)據(jù)中心的至少一部分劃分為多個單元，以及對于多個單元中的每個單元，通過計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)一些實施方式，利用內部熱容(thermalmass)方法，計算在所述第二時間段的多個時間間隔中的每個時間間隔期間，所述多個設備機架的每個設備機架的排氣和所述至少一個冷卻提供裝置的供應中的一個的溫度。根據(jù)一些實施方式，該方法還包括：提供在所述第二時間段期間，所述多個設備機架的排氣和進氣中的至少一個的溫度的變化的指示。根據(jù)一些實施方式，使用與被用來確定關于所述數(shù)據(jù)中心的一部分中的溫度的參數(shù)不同的計算方法無關的計算方法，來確定所述數(shù)據(jù)中心的一部分中的關于氣流的第一參數(shù)和關于氣流的第二參數(shù)中的一個。本發(fā)明的另一方面針對用來評估數(shù)據(jù)中心中的設備的系統(tǒng)，所述設備包括多個設備機架、以及至少一個冷卻提供裝置。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：接收關于所述數(shù)據(jù)中心中的設備類型和設備布置的數(shù)據(jù)；確定在第一時間段中，關于所述數(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)；接收瞬時事件的描述，所述瞬時事件影響所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中的溫度和氣流中的一個，并且所述瞬時事件在所述第一時間段之后的第二時刻發(fā)生；將所述第二時刻之后的第二時間段劃分為多個時間間隔；確定在多個時間間隔中的一個時間間隔期間，關于所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中的氣流的第二參數(shù)；基于氣流相關的所述第二參數(shù)，確定在多個時間間隔的每個時間間隔，關于所述數(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間段期間，所述數(shù)據(jù)中心的部分的溫度相關的參數(shù)表示，存儲在儲存設備上。根據(jù)一些實施方式，所述控制器還被配置為：確定在所述第二時間段的多個時間間隔中的每個時間間隔期間，所述多個設備機架中的每個設備機架的進氣的溫度。根據(jù)一些實施方式，控制器還被配置為：利用內部熱容方法，確定在所述第二時間段的多個時間間隔中的每個時間間隔期間，所述多個設備機架中的每個設備機架的進氣的溫度。根據(jù)一些實施方式，控制器被配置為：利用代數(shù)模型，確定數(shù)據(jù)中心的部分中的關于氣流的第一參數(shù)、和關于氣流的第二參數(shù)中的一個；以及利用溫度模型，確定關于所述數(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，來確定關于氣流的所述第一參數(shù)和關于氣流的所述第二參數(shù)中的一個。本發(fā)明的另一個方面針對具有存儲在其上的指令序列的計算機可讀介質，所述指令序列包括指令，所述指令將引發(fā)處理器執(zhí)行：接收關于所述數(shù)據(jù)中心中的設備類型和設備布置的數(shù)據(jù)；確定在第一時間段中所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中的關于氣流的第一參數(shù)和關于溫度的參數(shù)；接收瞬時事件的描述，所述瞬時事件影響所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中的氣流和溫度中的一個，并且在所述第一時間段之后的第二時刻發(fā)生；將所述第二時刻之后的第二時間段劃分為多個時間間隔；確定在多個時間間隔中的一個時間間隔期間，關于所述數(shù)據(jù)中心的至少一部分中的氣流的第二參數(shù)；基于氣流相關的所述第二參數(shù)，確定在多個時間間隔的每個時間間隔，關于所述數(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間段期間，所述數(shù)據(jù)中心的部分的溫度相關的參數(shù)的表示，存儲在儲存設備上。根據(jù)一些實施方式，指令序列還包括指令，所述指令將引發(fā)所述處理器：確定在所述第二時間段的所述多個時間間隔中的每個時間間隔期間，所述多個設備機架中的每個設備機架的入口所接收的空氣的溫度。根據(jù)一些實施方式，指令序列還包括指令，所述指令將引發(fā)所述處理器：提供在所述第二時刻之后的用戶可選擇的時間段期間，所述多個設備機架中的任意一個設備機架是否達到了不可接受溫度的指示。根據(jù)一些實施方式，指令序列還包括指令，所述指令將引發(fā)所述處理器：提供在所述多個設備機架的所述第二時刻之后的冷卻運行時間的指示。根據(jù)一些實施方式，指令序列還包括指令，所述指令將引發(fā)所述處理器：提供在所述第二時間段期間，所述多個設備機架的排氣和進氣中的至少一個的溫度中的變化的指示。根據(jù)一些實施方式，指令序列還包括指令，所述指令將引發(fā)所述處理器：利用內部熱容方法，確定在所述第二時間段的多個時間間隔中的每個時間間隔中，所述多個設備機架中的每個設備機架的進氣的溫度。附圖說明附圖并不試圖按比例繪制。在附圖中，各個圖形中示例的每個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，并不是每個組件都會在每個附圖中被表示出來。在附圖中：圖1是計算機系統(tǒng)的一個示例的框圖，使用其可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的各個方面；圖2是包括數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)的分布式系統(tǒng)的一個示例的框圖；圖3是根據(jù)一個示例的過程的流程圖；圖4是配備了一個機架、一個冷卻器、以及一個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)至少一個示例的網格單元的使用；圖6是根據(jù)一個示例的軟件工具的接口；圖7是根據(jù)一個示例的數(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，指示冷卻運行時間的圖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，關于圖7的數(shù)據(jù)中心中的機架的溫度對時間的說明的示例；圖11A是在冷卻系統(tǒng)事件之后的特定時間的數(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)事件之后的關于數(shù)據(jù)中心中的機架隨時間變化的溫度的說明的示例。具體實施方式根據(jù)本發(fā)明的至少一些實施方式涉及系統(tǒng)和過程，通過所述系統(tǒng)和過程，用戶可以設計和分析數(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，來幫助這種設計和分析活動。系統(tǒng)和用戶都可以使用這些性能度量，來確定滿足不同設計目標的可選數(shù)據(jù)中心配置。此外，在至少一個實施方式中，系統(tǒng)提供了用于所提出的數(shù)據(jù)中心設備的布局的氣流預測和建模；并且還提供了用于已安裝的、或所計劃的數(shù)據(jù)中心的冷卻性能的預測，所述數(shù)據(jù)中心并入了瞬時事件的影響，所述瞬時事件諸如一部分冷卻系統(tǒng)的故障或啟用、或設備的熱量產生部件的啟用或禁用。如同在2011年8月2日發(fā)布的專利號為7,991,592，題目為“用于評估設備機架冷卻的系統(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都被轉讓給本申請的受讓人；并且為了全部目的，它們中的每一個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)中心中的典型設備機架將冷卻空氣吸入到機架的前部，并且將空氣從機架后部排出。設備機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，其中機架的每排的前部朝向冷通道，并且機架的每排的后部朝向熱通道。被冷通道隔開的設備機架的相鄰排被稱為冷通道集群，而被熱通道隔開的設備機架的相鄰排被稱為熱通道集群。此外，還可以認為，單獨的設備排獨自形成了熱通道和冷通道集群。設備機架的排可以是多個熱通道集群和多個冷通道集群的一部分。在本文的說明書和權利要求中，機架中的設備、機架本身、或其它熱量生成設備都可以被稱為冷卻消耗裝置；而成排的冷卻單元、計算機房用空調器(CRAC)、計算機房空氣處理器(CRAH)、和/或其它類型的冷卻設備都可以被稱為冷卻提供裝置。在參考應用中，工具被提供用來分析數(shù)據(jù)中心中的機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)行多個分析，以試圖優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的冷卻性能。在至少一個實施方式中，提供了實時執(zhí)行關于數(shù)據(jù)中心中的設備布局的分析方法，所述分析方法用來提供在設備機架和冷卻提供裝置的入口內和排氣口內的空氣溫度的預測、在設備機架和冷卻提供裝置的入口處和排氣口處的空氣溫度的預測、以及提供在數(shù)據(jù)中心中的多個位置處的流速率和溫度的預測。空氣溫度預測可能包括：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測、和/或根據(jù)時間的溫度預測。本文所公開的根據(jù)本發(fā)明的實施方式的各個方面，不將其應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造的細節(jié)。這些方面能夠采用其它實施方式實現(xiàn)，并且它們能夠以各種方式被實踐或執(zhí)行。本文提供了特定實現(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，結合任何一個或多個實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施方式中的相似作用之外。例如，根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，計算機系統(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、建模和顯示關于特定數(shù)據(jù)中心配置的信息。此外，實施方式中的計算機系統(tǒng)可以被用來自動地測量數(shù)據(jù)中心和控制設備中的環(huán)境參數(shù)以優(yōu)化性能，所述控制設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語是為了說明的目的，而不能被認為是限制。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和等價物、以及其他項。計算機系統(tǒng)本文所論述的根據(jù)本實施方式的各個方面和功能，可以在一個或多個計算機系統(tǒng)中作為軟件或硬件實現(xiàn)。存在目前使用的計算機系統(tǒng)的許多示例。這些示例包括網絡應用、個人計算機、工作站、大型機、聯(lián)網的客戶端、服務器、媒體服務器、應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器和網絡服務器等。計算機系統(tǒng)的其它示例可以包括：諸如蜂窩電話和個人數(shù)字助理的移動計算設備、以及諸如負載均衡器、路由器和交換機的網絡設備。另外，根據(jù)本發(fā)明實施方式的各個方面，可以被放置在單獨的計算系統(tǒng)中，或可以分布在連接到一個或多個通信網絡的多個計算系統(tǒng)中。例如，各個方面和各種功能可以被分布在一個或多個計算機系統(tǒng)之中，所述計算機系統(tǒng)被配置成為一個或多個客戶計算機提供服務，或被配置成作為分布式系統(tǒng)的一部分來執(zhí)行一個總體任務。另外，各個方面可以在客戶-服務器模式、或在多層系統(tǒng)上執(zhí)行，其中該多層系統(tǒng)包括：分布在一個或多個服務器系統(tǒng)中用來執(zhí)行各種操作的組件。因此，實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，各個方面可以在軟件、硬件或固件、或其任意組合中實現(xiàn)。因此，根據(jù)現(xiàn)有的各個實施方式的各個方面，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)元件和組件內實現(xiàn)，并且所述實施方式不被限制在任何特定的分布式架構、網絡、或通信協(xié)議。圖1顯示了分布式計算機系統(tǒng)100的框圖，其中根據(jù)現(xiàn)有的各個實施方式的各個方面和功能可以被實踐。分布式計算機系統(tǒng)100可以包括一個或多個計算機系統(tǒng)。例如，如同示例的，分布式計算機系統(tǒng)100包括計算機系統(tǒng)102、104和106。如圖所示，計算機系統(tǒng)102、104和106通過通信網絡108相互連接，并且可以通過通信網絡108交換數(shù)據(jù)。網絡108可以包括任何通信網絡，通過該通信網絡計算機系統(tǒng)可以交換數(shù)據(jù)。為了利用網絡108交換數(shù)據(jù)，計算機系統(tǒng)102、104和106、以及網絡108可以使用各種方法、協(xié)議和標準，其包括：令牌環(huán)網、以太網、無線網、藍牙、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，計算機系統(tǒng)102、104和106可以通過網絡108，利用包括TLS、SSL或VPN及其它安全技術的各種安全措施，來傳輸數(shù)據(jù)。盡管分布式計算機系統(tǒng)100示例了三個聯(lián)網的計算機系統(tǒng)，但是分布式計算機系統(tǒng)100可以包括利用任何媒體和通信協(xié)議聯(lián)網的任意數(shù)目的計算機系統(tǒng)和計算設備。根據(jù)現(xiàn)有的各個實施方式的各個方面和功能，可以被實現(xiàn)為：專門的硬件和包括圖1中所示的計算機系統(tǒng)102的一個或多個計算機系統(tǒng)上執(zhí)行的軟件。如所描述的，計算機系統(tǒng)102包括處理器110、存儲器112、總線114、接口116和儲存器118。處理器110可以執(zhí)行產生所操作的數(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)元件包括一個或多個存儲設備112。在操作計算機系統(tǒng)102的過程中，存儲器112可以被用來存儲程序和數(shù)據(jù)。因此存儲器112可以是相對高性能、易失性的、隨機存取存儲器，諸如，動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)或靜態(tài)存儲器(SRAM)。然而，存儲器112可以包括用來存儲數(shù)據(jù)的任何設備，諸如硬盤驅動、或其它非易失性的、非暫時性的儲存設備。在某些情況下，根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，可以將存儲器112組織成特殊且唯一的結構，來執(zhí)行本文所公開的各個方面和各種功能。計算機系統(tǒng)102的組件，可以通過諸如總線114的互聯(lián)元件耦合?？偩€114可以包括一個或多個物理總線、例如，被集成到相同機器內部的組件之間的總線；但是還可以包括：包括專用計算總線或標準計算總線技術的系統(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能夠在計算機系統(tǒng)102的系統(tǒng)組件之間進行通信交換，例如數(shù)據(jù)和指令交換。計算機系統(tǒng)102還包括一個或多個接口設備116，諸如輸入設備、輸出設備和輸入/輸出設備的組合。接口設備可以接收輸入或可以提供輸出。更具體地，輸出設備可以為外部呈現(xiàn)提供信息。輸入設備可以接收來自外部源的信息。接口設備的示例包括鍵盤、鼠標設備、跟蹤球、麥克風、觸摸屏、打印設備、顯示屏、揚聲器、網絡接口卡等。接口設備允許計算機系統(tǒng)102與諸如用戶和其它系統(tǒng)的外部實體進行信息交換和通信。儲存系統(tǒng)118可以包括計算機可讀和可寫的、非易失性的、非暫時性的儲存介質，在該儲存介質中存儲了定義了由處理器執(zhí)行的程序的指令。儲存系統(tǒng)118還可以包括被記錄在介質上或介質內部的信息，并且該信息可以被程序處理。更具體地，該信息可以被存儲在一個或多個數(shù)據(jù)結構中，其中該數(shù)據(jù)結構被專門配置為節(jié)省存儲空間或提高數(shù)據(jù)交換性能。指令可以被持續(xù)的存儲為編碼信號，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中讀取到諸如存儲器112的另一個存儲器中，以允許處理器比從包括在儲存系統(tǒng)118中的存儲介質訪問時更快地訪問該信息。存儲器可以被放置在儲存系統(tǒng)118中或存儲器112中，然而，處理器110可以操作在存儲器112內的數(shù)據(jù)，并且在處理結束后，隨后可以將數(shù)據(jù)復制到與儲存系統(tǒng)118關聯(lián)的介質中。各種組件可以管理數(shù)據(jù)在介質和集成電路存儲元件之間移動，并且當前所描述的實施方式不會被限制成這樣。另外，各個實施方式不被限制為特定的存儲系統(tǒng)或數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)。盡管計算機系統(tǒng)102通過示例的方式被顯示為一種類型的計算機系統(tǒng)，在其上可以實踐根據(jù)現(xiàn)有的各個實施方式的各個方面和功能，但是當前所公開的各個實施方式的任何方面不被限制為：被實現(xiàn)在圖1所示的計算機系統(tǒng)上。根據(jù)當前所公開的實施方式的各個方面和功能，可以被實踐在：具有與圖1所示的組件和結構不同的組件和結構的一個或多個計算機上。例如，計算機系統(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，另外一個實施方式利用幾個運行MACOS系統(tǒng)X的、帶有摩托羅拉的PowerPC處理器的通用目的計算設備，以及幾個運行專有硬件和操作系統(tǒng)的專用計算機設備，可以執(zhí)行相同的功能。計算機系統(tǒng)102可以是包含操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)，所述操作系統(tǒng)管理包含在計算機系統(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)、從蘋果計算機公司得到的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，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，并且各個實施方式不被限制在任何特定的實現(xiàn)。處理器和操作系統(tǒng)一起定義了計算機平臺，可對該計算機平臺編寫高級編程語言的應用程序。這些組件應用程序可以是諸如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)議的諸如因特網的通信網絡進行通信的解釋碼。類似地，根據(jù)當前公開的實施方式的各個方面，可以利用面向對象編程語言來實現(xiàn)，諸如利用.Net、SmallTalk、Java、C++、Ada、或C#(C-Sharp)來實現(xiàn)。其它面向對象編程語言也可以被使用。可選地，函數(shù)、腳本、或邏輯編程語言可以被使用。另外，當在瀏覽器程序的窗口中查看上述文件時，根據(jù)當前公開的各個實施方式的各個方面和功能，可以在非編程環(huán)境下實現(xiàn)，例如以HTML、XML、或其它格式建立的文件形式實現(xiàn)，以提供圖形-用戶界面的各個方面或執(zhí)行其它的各個功能。進一步地，根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，可以被實現(xiàn)為可編程元件或非可編程元件、或其任意組合。例如，網頁可以利用HTML來實現(xiàn)，但是從網頁內部調用的數(shù)據(jù)對象可以用C++編寫。因此當前公開的各個實施方式，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。被包括在實施方式內部的計算機系統(tǒng)，可以執(zhí)行當前公開的各個實施方式的范圍之外的其它功能。例如，系統(tǒng)的各個方面可以利用已有商業(yè)產品來實現(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輔助產品或集成軟件產品。然而，例如，運行SQLServer的計算機系統(tǒng)，可以能夠同時支持根據(jù)當前公開的各個實施方式的各個方面，以及用于各種應用的數(shù)據(jù)庫。示例系統(tǒng)架構圖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)當前公開的各個實施方式中被專門配置。關于圖2所引述的系統(tǒng)結構和內容僅僅是為了示例性的目的，并不是旨在將所述各個實施方式限制在圖2中所示的特定結構。本領域的任意一個普通技術人員都清楚的是，可以構造許多不同的系統(tǒng)架構而沒有偏離當前公開的各個實施方式的范圍。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，在元件、組件和圖2所描述的子系統(tǒng)之間流通。例如，這些技術包括在網絡中通過TCP/IP協(xié)議傳遞信息，在存儲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存設備，來傳遞信息。其它技術和協(xié)議可以被使用，而沒有偏離本實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)中心設計和管理系統(tǒng)206、通信網絡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)中心設計人員或其它數(shù)據(jù)中心工作人員的用戶202和接口204交互，以創(chuàng)建或修改一個或多個數(shù)據(jù)中心配置的模型。根據(jù)一種實施方式，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架編輯器的各個方面；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。在其它實施方式中，接口204可以使用專用設施來實現(xiàn)，其中所述專用設施能夠讓用戶202以拖放形式設計包含數(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)中心結構組件和數(shù)據(jù)中心設備的表示。如在根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式中可以發(fā)現(xiàn)的，接口204的特征在下文中進一步論述。在至少一個實施方式中，關于數(shù)據(jù)中心的信息通過接口被輸入到系統(tǒng)200中，并且對數(shù)據(jù)中心的評價和推薦被提供給用戶。另外，在至少一個實施方式中，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)中心設計和管理系統(tǒng)206為用戶202呈現(xiàn)數(shù)據(jù)設計接口204。根據(jù)一種實施方式，數(shù)據(jù)中心設計和管理系統(tǒng)206可以包括，如PCT/US08/63675中所公開的數(shù)據(jù)中心設計和管理系統(tǒng)。在該實施方式中，設計接口204可以并入包含在PCT/US08/63675中的輸入模塊、顯示模塊和構建模塊的功能，并且可以使用數(shù)據(jù)庫模塊來存儲和檢索數(shù)據(jù)。如同示例的，數(shù)據(jù)中心設計和管理系統(tǒng)206可以通過網絡208和數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫210進行信息交換。該信息可以包括：所需要的支持數(shù)據(jù)中心設計和管理系統(tǒng)206的各個特征和各種功能的任何信息。例如，在一個實施方式中，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫210可以包括：被存儲在PCT/US08/63675所描述的數(shù)據(jù)中心設備數(shù)據(jù)庫中的至少一些部分。在另一個實施方式中，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，一個或多個數(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備機架的列表等。在一個實施方式中，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫210可以存儲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可以存儲一個或多個冷卻度量，諸如CRAC的入口溫度和出口溫度、以及一個或多個設備機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；或者在其它實施方式中，利用耦合到系統(tǒng)200的設備，溫度可以被持續(xù)地監(jiān)控。數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫210可以采用能夠在計算機可讀介質中存儲信息的任意邏輯構造形式，其中包括：平面文件、索引文件、分層數(shù)據(jù)庫、關系數(shù)據(jù)庫或面向對象數(shù)據(jù)庫等。利用唯一性關系和索引、以及外鍵關系和索引，可以為數(shù)據(jù)建模?？梢栽诟鱾€字段和各個表之間，建立唯一性和外鍵關系和索引，以同時保證數(shù)據(jù)的完整性和數(shù)據(jù)的交換性能。如圖2中所示的計算機系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中心設計和管理系統(tǒng)206、網絡208和數(shù)據(jù)中心設備數(shù)據(jù)庫210；每一個都可以包括一個或多個計算機系統(tǒng)。如同上文關于圖1所論述的，計算機系統(tǒng)可以具有一個或多個處理器或控制器、存儲器和接口設備。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)明的實施方式可以在其它背景下被實踐。因此，本發(fā)明的實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)中心氣流和溫度預測工具預測用于數(shù)據(jù)中心應用的氣流、模式、壓力、空氣溫度和捕獲指數(shù)的勢流模型(PFM)的各個方面和實施方式，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，該專利申請在此通過引用方式被全部并入。在并入了設備機架和冷卻器的一些數(shù)據(jù)中心配置中，當在考慮諸如功率損失的情景時，預測數(shù)據(jù)中心中的溫度如何隨著時間而變化的能力，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，數(shù)據(jù)中心中的每個機架會花費多長時間，來達到某一最高可接受的溫度。用來預測數(shù)據(jù)中心的瞬時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，在對于關于冷卻消耗裝置和/或提供裝置的特定瞬時事件之前以及包括瞬時事件之后的時間段，執(zhí)行全計算流體動力學(CFD)分析。前一種方法可能是非常簡單的，且可能會導致用戶忽視重要的局部細節(jié)，或者可能會導致用戶不必要地過度設計冷卻基礎設施。理論上，CFD能提供所期望的詳細程度，但是它通常是非常慢、昂貴、且不能經常收斂到一致的結果。通過在不需要全面的CFD分析而做出局部的瞬時預測或對象級別的瞬時預測，本發(fā)明的方面和實施方式提供了方法。在一些實施方式中，氣流預測和溫度預測可以在計算上被分開，以便只有限定數(shù)量的穩(wěn)定-態(tài)氣流模式被計算，并且瞬時計算主要是針對溫度而被執(zhí)行。各種技術可以被使用來計算氣流和溫度；其中一種組合使用用于氣流預測的代數(shù)模型、并且然后使用關注數(shù)據(jù)中心所感興趣的主要氣流柱的溫度模型，這些與每個機架和冷卻器的入口和出口有關。本發(fā)明的方面和實施方式還包括：用來計算類似機架和冷卻器的對象的“內部的”熱容，其比目前所運用的某些“外部的”熱量傳遞模型在計算上更有效且在實際上更可行。還呈現(xiàn)了：通過著色或另外通過“冷卻運行時間”或通過溫度在視覺上區(qū)分各個機架的表示來直觀顯示結果的方法，其可能包括用于選擇具體時間的滑動條或其它調整機制。在下面的論述和示例中，術語“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)明的方面和實施方式。本發(fā)明的方面和實施方式可以被擴展到更普遍的數(shù)據(jù)中心布局和三維(3D)應用中而不失一般性。一般氣流和溫度計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-流動分析和固體溫度傳導分析結合起來的方法。盡管這種方法可以被用于瞬時數(shù)據(jù)中心冷卻預測，并且該方法其實是本發(fā)明的一些實施方式的子集，但是本發(fā)明的一些方面和實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用于計算氣流和溫度的可選技術而被運用。此外，本發(fā)明的方面和實施方式包括幾個不同于數(shù)據(jù)中心瞬時應用的新穎方面。根據(jù)本發(fā)明的方法的不同實施方式的通用求解技術如圖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)和用于設施的熱數(shù)據(jù)；并且根據(jù)用戶指定的瞬時事件(例如，冷卻器風扇被關閉或機架突然散發(fā)更多熱量)，確定將要分析的時間段，并且將該時間段劃分為事件之間的多個離散時間段。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，對每個根據(jù)需要將被分析的時間段(行為340-390)計算氣流模式和溫度。只要每次存在氣流邊界條件變化，例如冷卻器或機架被“打開”或“關閉”時，就可以對氣流模式進行更新，同時溫度可以在所有時間段上被持續(xù)計算，直到所有分析時間段結束。在瞬時事件出現(xiàn)之間，氣流模型可以被假定為維持在穩(wěn)定態(tài)。氣流模式預測氣流模式可以根據(jù)代數(shù)模型、PFM、CFD、或下文進一步論述的其它技術確定。在一些方面和實施方式中，確定“基本氣流”或“全流場”。基本氣流基本氣流是進入每個機架和冷卻器、以及從每個機架和冷卻器流出的、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捕獲的來自機架i的氣流部分；并且類似的，gij是機架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)明的各個方面和實施方式，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筑模塊，其中該構筑模塊用來確定熱-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。在HACI計算中，N可以包括所有局部冷卻提取(冷卻器回流口、局部排氣網格等)；以及在CACI計算中，N可以包括所有局部冷卻供應。總之，fij和gij分別是HACI和CACI的基本構筑模塊，并且它們可以完全表征數(shù)據(jù)中心設計者或操作者應該關注的基本氣流細節(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可以被再次計算。這類事件的示例是：當一些冷卻器或所有冷卻器被臨時關閉時。全流場預測數(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。這是全流場技術的示例。該技術可以提供比基本氣流技術更高的求解分辨率和可能更高的準確性。PFM方法是全流場技術的另外的示例。代數(shù)模型如專利‘592和申請‘862中所論述的，已經開發(fā)了代數(shù)模型，以在各種配置中預測用于機架的冷通道捕獲指數(shù)(CI)和熱通道捕獲指數(shù)。代數(shù)計算器的一個優(yōu)勢在于：計算本質上是即時的，且它們保證產生至少傾向正確方向的結果。fij和gij基本-氣流構筑模塊可以從代數(shù)計算器直接提?。徊⑶覍τ诒舅矔r-溫度-預測應用的各個方面和實施方式，可能不明確需要捕獲指數(shù)。已經為數(shù)據(jù)中心中發(fā)現(xiàn)的設備的基本上所有的實際分組，開發(fā)了代數(shù)模型，以便利用分組的正確識別和計算器的多個應用，計算所有的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)模型更局部的細節(jié)，并且對于任何一般應用可能工作得十分合理，然而，代數(shù)模型可能對數(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備集群。PFM可以快速求解(對于每次氣流模式更新可能是幾秒)并且總是收斂到結果。PFM分析被用作只有流動(flow-only)的模型，以計算被后續(xù)用于氣溫計算的fij值和gij值，或者氣溫可以在PFM分析中直接計算。在后面這個例子中，為提供額外的分辨率的每個可計算網格單元預測一個溫度。計算流體動力學(CFD)模型在本發(fā)明的各個方面和實施方式的背景中的CFD可能表示：僅僅利用CFD來求解瞬時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來求解全部瞬時問題，其中氣流模式的演變在每個時間步長被嚴格更新。后者對于實際應用可能是非常慢的(可能是以天來計數(shù)的計算時間)。前者的方法相比于PFM仍然比較慢(可能以小時計)，但是它為當前的CFD實踐者(其不可能訪問代數(shù)工具或PFM工具)提供了一種對于其他方式將是不可能的方式來執(zhí)行分析。另外，CFD可能提供高度的預測準確性。如同使用PFM，CFD可以被用作只有流動的模型，以計算fij的值和gij的值，其中fij的值和gij的值被后續(xù)在空氣溫度計算中使用；或者空氣溫度可以直接在CFD分析中進行計算。前者的方法還可以減少求解時間?？諝鉁囟阮A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，就可能估計所關注的全部溫度(機架和冷卻器的入口和出口溫度、以及一個外界溫度)。該過程在此將被稱為“溫度模型”。這個模型中的基本假定是：對于進入和離開每個機架和冷卻器的氣流柱，存在一個充分混合的溫度。跟蹤從每個局部冷卻器供應到每個機架入口的氣流，同樣跟蹤從每個機架排氣口到每個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。機架到機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，沒有被捕獲的機架排氣加熱了外部環(huán)境，其反過來又提高了其它機架的入口溫度。遠離機架布置的傳統(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的技術；溫度根據(jù)被應用在已知流場的模型的質量和能量守恒原理被嚴格計算。該溫度模型自身不使用任何其它經驗理論。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)中心配備有一個機架Ri、一個冷卻器Cj、和具有功率散發(fā)Pk的一個被加熱模塊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，則在整個控制體積邊界中發(fā)生。在圖4的整個控制體積邊界上，平衡瞬時能量流動，并將其推廣到n個機架、Nc個局部冷卻回流口和m個被加熱模塊，得到下式：其中，QiR和QjC分別是機架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分別是機架i的排氣口溫度、冷卻器j的供應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。實際上，后者可以被估計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)中的瞬時項可以被下列線性等式來近似：其中T-amb是從上一個時間步長中計算出來的外界溫度。如在申請‘862中所論述的其它等式，建模進入和離開每個機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算。機架排氣口和冷卻器供應溫度預測取決于：被用來建模下文中進一步解釋的對象的熱容的技術。溫度模型形成了耦合的等式組，其中，當在每個時間步長中被求解時，溫度模型可以提供所有機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溫度、以及單獨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網格單元。一旦氣流(并且因而包括在所有單元面的速度)是已知的，每個網格單元的溫度都可以根據(jù)每個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，在結合PFM-傳導求解器應用的背景中，詳細地討論了這種方法。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)明的實施方式，氣流模式可能僅僅需要被計算有限數(shù)目的次數(shù)，并且僅僅當氣流邊界條件發(fā)生變化時才被計算。建模機架和冷卻器的熱容約束數(shù)據(jù)中心的或數(shù)據(jù)中心內部的所有固體對象和空氣，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(預冷卻的)允許溫度在沒有冷卻的短暫時間段中被保持在可接受的限制內。可以被用來建模固體對象的熱容的兩項技術包括：外部熱容方法(ETMM)和內部熱容方法(ITMM)外部熱容方法利用在此被稱為外部熱容方法(ETMM)的方法，機架排氣口溫度可以按照下列等式進行計算：TiRE＝TiRI+ΔTR(5)其中ΔTR是由于已知機架功率對已知氣流速率的增加所產生的每個機架j上的溫度增量。TiRE是機架排氣口溫度；而TiRI是指定機架i的機架入口溫度。在ETMM中，通過顯式地建模在表示機架的固體對象中的傳導熱量傳遞，來建模機架的熱容。隨后通過該熱容建模機架儲存熱量的能力，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象關聯(lián)的瞬時熱量傳遞，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，冷卻器風扇可以繼續(xù)運轉，但是冷卻水到冷卻器盤管的循環(huán)可能已經停止。利用ETMM，在緊隨電源故障之后，冷卻器供應溫度等于冷卻器的回流溫度，并且冷卻器的熱容不會影響流經冷卻器內部的空氣的溫度。然而，事實上，在電力故障之后，冷盤管和其它內部冷卻器組件將引起供應溫度逐漸上升，并不是突然上升。參考圖5，根據(jù)已知速度，能量經過三個側面以及經過在流體-固體接觸面的對流，流入到流體單元i和流出流體單元i。另外，流體體積可以隨時間加熱或冷卻。該瞬時影響按照如下等式建模：其中，Tif+是時間步長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。將該項包含進用于網格單元i的能量平衡，產生了用于將來時刻的流體單元的溫度的下列表達式：其中，對于這種情況，VE、VN和VW分別是經過東側單元面、北側單元面和西側單元面的速度；并且質量守恒要求VE+VN＝VW。類似地，包含圖5的固體單元的瞬時加熱或冷卻的能量平衡導致下式：其中，上標“s”代表“固體”。等式(7)和(8)分別是將來時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間步長計算。然后，這些溫度被用在等式(7)和(8)的右手側，以計算下個時間步長中的溫度。該過程一直持續(xù)，直到所期望的瞬時時間段被覆蓋。這種十分明了的求解過程之所以可能是由于下列事實：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前時刻進行評估。還可以表示所有鄰接單元在將來時刻的溫度，并且這被稱為“隱式”方法，因為單元i的溫度不能像等式(7)和(8)中一樣被隔離(isolate)。在“隱式”方法中，在每個時間步長中，所有單元的溫度(Tif+或Tis+)可以同時利用求解器(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間步長時，其才可能收斂到有意義的結果。隱式方法具有無論時間步長大小，都將收斂的優(yōu)勢，且因此由于其能使用較大的時間步長，所以總求解時間可以更少。內部熱容方法內部熱容方法(ITMM)，可以包括瞬時分析中的冷卻器和機架的熱容，而不會帶來高于和超出氣流和空氣溫度計算的任何實質上的求解-時間上的不利(penalty)。另外，這種方法與ETMM相比，可能按照自然規(guī)律來說更實際，因為大部分到機架或冷卻器的主體熱容的“接入”是通過內部氣流，而不是通過對象的外層(通常是薄的金屬平板)。最后，本方法中可以使用的機架或冷卻器的有效瞬時熱特性，比起ETMM中的等價特性，可能更容易估計(例如，根據(jù)實驗或詳細的CFD)。用來將ITMM應用到機架的等式如下所示。冷卻器和其它流動對象可以在類似方式下建模。在整個機架上的瞬時能量平衡服從下式：其中，(Mcp)ieff是機架的有效熱容(質量和特定熱量的乘積)；而是由于機架內部的IT負載所散發(fā)的總功率。Tieff是集中的機架群(mass)的有效溫度。是通過機架i的總體(mass)氣流速率。假定所有傳遞到機架群上的熱量，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)可以被同時求解，以提供Tieff和TiRE的顯式表示：其中并且Tieffold是集中機架群在下一個時間段中的溫度。隨后，等式(11)-(13)可以在分析的每個時間步長被用來估計機架的有效溫度和排氣口溫度。根據(jù)上文分析所產生的機架熱時間常量，表征了在其上發(fā)生機架的瞬時加熱或冷卻的時間刻度(scale)。例如，大的時間常量暗示非常大的熱容、或同氣流的緩慢的熱量交換；并且有效機架溫度將在時間上非常緩慢地變化。當機架熱時間常量接近零時，機架排氣口溫度是入口溫度加上冷卻器以類似形式被建模。不存在內部功率散發(fā)，并且熱量傳遞通常在從進氣到處于Teff的冷卻器的有效內部表面的方向上。另外，如果冷卻器持續(xù)進行冷卻水循環(huán)(但是在致冷器重新提供服務之前，可能處于不斷升高的溫度)，本發(fā)明的實施方式可以在等式(9)和(10)中包括該影響。本發(fā)明的示例實施方式下文的表1示例了氣流和溫度預測方法的各種組合，其可以在本發(fā)明的各種實施方式中使用。如表1中所示例的，如果僅僅要對基本氣流進行計算，那么可以優(yōu)選地分別將代數(shù)計算器與溫度模型和內部熱容方法(ITMM)進行結合而用于空氣溫度和固體溫度。如果認為求解的準確性比求解時間、成本、穩(wěn)定性等更重要，那么PFM或CFD可以被用來預測基本氣流。利用全場氣流計算，結合了離散化的空氣溫度計算和ITMM的PFM可能是優(yōu)選的方式。再次，如果求解的準確性被認為是最重要的考慮因素，那么CFD可以在一些用于氣流預測的實施方式中被使用。表1：瞬時分析示例輸入情景根據(jù)一些實施方式，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分析的所有屬性。這類研究可以包括諸如：預測數(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算機的顯示設備上。如由圖6中的復選框所示，用戶已經規(guī)定了：除了致冷器，主要冷卻設備都與不間斷電源供應(UPS)相連。因為UPS運行時間(10分鐘)遠大于發(fā)電機啟動時間，所以冷卻器風扇和致冷水泵將能夠運行不確定的一段時間(只要發(fā)電機繼續(xù)運轉)。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，直到致冷器恢復工作。這種情景的詳細說明在專利‘592中提供。該示例將示例說明整個數(shù)據(jù)中心中的機架的預測、和其它規(guī)定溫度的預測。例如，圖6所示的示例情景，僅僅一個氣流模式被預測為機架，并且冷卻器氣流模式在整個瞬時分析中沒有變化。然而，在空氣和固體對象溫度可以被分析期間，三個不同的時間段存在于兩個瞬時事件之間：1.初始化穩(wěn)定-態(tài)時間段2.電力故障后直到致冷器重啟的時間段3.致冷器重啟后直到溫度返回穩(wěn)定-態(tài)值的時間段代數(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)模型被用來計算氣流模式；而溫度模型被用來計算瞬時空氣溫度在時間上的變化。示例假定：數(shù)據(jù)中心包括如圖7所示被布置的10個設備機架和4個冷卻器；其中每個機架的電力使用和氣流、以及每個冷卻器的氣流如圖所示。為了方便，固體對象的熱容沒有被包括在該示例中，但是實際上，內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算時間。即使對于大型的實際設施，代數(shù)氣流-溫度模型的組合也允許瞬時情景被實時分析。在該方法中，可以為所有機架和冷卻器的入口和出口計算溫度，外加一個充分混合的外界溫度。在一些實施方式中，可能不能夠顯示數(shù)據(jù)中心中的每個地方的空氣溫度。假定：圖7中的右上側的冷卻器在t＝0時刻發(fā)生故障。兩個氣流模式被計算：在t＝0之前存在的所有冷卻器運行的穩(wěn)定-態(tài)氣流模式；以及在t＝0之后的一個冷卻器發(fā)生故障的一個氣流模式。計算實質上可以利用代數(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架；滑動條允許用戶在任何時刻及時檢查結果。此處的溫度級別根據(jù)ASHRAE熱準則(ASHRAE.2008.用于數(shù)據(jù)處理環(huán)境的熱準則。亞特蘭大：美國采暖、致冷和空調工程師協(xié)會，公司)；其中，具有在推薦溫度范圍內的溫度的機架被指示為不帶圖案，而具有在允許溫度范圍內的溫度的機架被用不規(guī)則(hash)符號指示出來。在t＝25秒時，機架1、4、5在被推薦的范圍內(見圖8A)，但是在冷卻器失效后的45秒時，機架1、4、5在被推薦的溫度閾值之上(見圖8B，其中，這些機架被用不規(guī)則符號示出)冷卻運行時間可以被定義為：機架入口溫度達到其最高允許溫度時所花費的時間。如果機架入口溫度從來沒有達到該閾值，那么該冷卻運行時間被假定為無窮大。圖9顯示了冷卻運行時間可以如何被顯示給用戶。所有時間都是秒級的，并且機架可以基于用戶規(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：在其它實施方式中，直到達到具體溫度時，具體溫度范圍或時間的其它指示才可以被使用(例如通過顏色編碼)。在一些實施方式中，用戶還可以查看，如圖10中所示的每個機架的溫度隨時間的變化。對于該示例，故障冷卻器的對面的排中的機架(如圖7所示的機架6和9)，從來沒有超出允許的溫度。PFM氣流—離散化的PFM溫度示例在另一個示例中，用于同時計算氣流和溫度的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架的熱交換，但是為了簡單，冷卻器、機架、和所有分界墻在整個瞬時分析期間都被保持在20℃的溫度。這種假定相當于假定所有固體對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分析的非常早期的階段，但是這種假定可能在足夠長的時間段之后是不正確的，從而導致固體對象的溫度發(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)的等式進行計算。在t＝0之前，冷卻器運行；并且氣流通過緊鄰圖11A中的機架右側放置的穿孔磚被供應到機架前面。在t＝0時刻，冷卻器發(fā)生故障，并且氣流模式隨后僅僅由機架氣流驅動。兩個氣流模式都由PFM計算：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時刻后，不存在冷卻器返回氣流或穿孔磚供應氣流的氣流模式。圖11A顯示了在t＝12秒時，整個空間中的示例溫度。圖11B顯示了在整個兩分鐘的時間段內的機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分析期間的任意所期望的時刻被顯示給用戶。在上文的實施方式中，提供了過程和系統(tǒng)，其可以確定數(shù)據(jù)中心中的相關溫度，并且在這些溫度上建模冷卻系統(tǒng)操作中的瞬時中斷的影響。通過利用系統(tǒng)和方法的結果來改變設備的容量和/或實際布局、或設備的容量和/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)化設計。在上文所描述的過程中，關于數(shù)據(jù)中心冷卻的值可以被確定，其中關于數(shù)據(jù)中心冷卻的值包括氣流和溫度。在至少一些實施方式中，被確定的值是對發(fā)生在具有建模參數(shù)的數(shù)據(jù)中心中的實際值的預測。在本發(fā)明的至少一個實施方式的方法中，對數(shù)據(jù)局中心中的集群成功建模之后，模型的結果可以被用作系統(tǒng)的部分，以根據(jù)所設計的布局整理數(shù)據(jù)中心的設備、運送設備和安裝設備。在本文所描述的至少一些實施方式中，隔室中的氣流被描述為是由CRAC產生的。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備和風扇。在至少一些實施方式中，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。在至少一些實施方式中，所述確定為實際氣流的預測或估計。在本文所描述的發(fā)明的至少一些實施方式中，實時評估和計算的執(zhí)行是指：在幾秒或更短的情況下完成的過程，而不是使用復雜計算時可能碰到的幾分鐘或更長的時間下完成的過程，諸如涉及典型的CFD計算的那些過程。在上文所描述的至少一些實施方式中，根據(jù)所預測的溫度、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，對數(shù)據(jù)中心的設計和/或數(shù)據(jù)中心中的實際參數(shù)進行改變。例如，數(shù)據(jù)中心設計和管理系統(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)中心設備的實際布局中、或所建議的數(shù)據(jù)中心設備的布局中。當發(fā)現(xiàn)性能在預定義規(guī)格內時，這些改變可以被實現(xiàn)，來提高冷卻性能；和/或可以被實現(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)一個實施方式的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可以控制一個或多個CRAC來調整氣流；并且，除此之外，如果氣流不足以提供充足的冷卻，那么一個或多個設備機架可以被控制，以降低功率。在上文所描述的至少一些實施方式中，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。在其它實施方式中，工具和過程可以被用在其它類型的設施中，并且還可以被用在包括移動數(shù)據(jù)中心的移動應用中。另外，根據(jù)本文所描述的實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。已經如此描述了本發(fā)明的至少一個實施方式的幾個方面，需要了解的是：各種改變、修改或改進可以由本領域的技術人員容易想到。這些改變、修改、和改進旨在是本公開內容的一部分，并且旨在落入本發(fā)明的精神和范圍內。因此，上述描述和附圖僅僅是示例的方式。