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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (9): 1861-1873.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.09.004
杨玉容1, 黄宇婷1, 代少凯2, 扈金月1, 陈学文2
YANG Yurong1, HUANG Yuting1, DAI Shaokai2, HU Jinyue1, CHEN Xuewen2
摘要: 地下数据中心柴油发电机动力隧道采用主机房全面通风降温与机柜内散热器局部强冷的风流串联式降温模式,其热负荷与机组投运数量呈动态耦合特征,散热路径复杂,风-热耦合效应显著,风机运行策略直接决定降温效果与能耗水平。现有研究缺少与之匹配的热源精细化计算与仿真施加方法,在全尺寸风网仿真与调算、多模式风机协同设计等方面存在明显不足。为此,以某数据中心柴油发电机动力隧道为研究对象,选取夏季9台机组(满负荷)运行的典型工况,建立机房室内余热与机柜散热器局部强冷负荷的定量计算方法。基于风-热耦合降温原理确定负荷与风量定量关系,采用SpaceClaim与Fluent软件,结合稳态3大控制方程与k-ε两方程湍流模型,提出2类热源在数值仿真中的空间分布施加方式,并构建包含负荷空间分配与风机设备配置的全尺寸精细化风网仿真模型及调算方法。针对既有风机设备配置,对主风机独立运行、送风机+主风机+竖井排风机协同运行2种模式的流场、温度场与能耗特性进行求解与对比分析。研究表明: 1)动力隧道内基于风流串联式降温路径的热源分解计算方法及仿真采用的热源空间加载方式合理,仿真模型与风网调算方法可行,可在现有机组运行设备及风机配置约束下精准寻优; 2)既有风机设备配置下,2种模式的优化工况均能满足环控散热要求,协同模式引风降温效果稍好,但集群风机总功耗巨大,协同引风效率低下; 3)满负荷工况建议优先采用主风机独立运行方案,并适度提高主风机功率。