随着5G时代的到来,数据中心的数量与规模呈现井喷式增长,其高能耗的问题也日益凸显,优化数据中心机房的气流组织有利于降低数据中心能耗。为了降低机房的冷却能耗、提高冷却系统的制冷效率,本文基于CFD数值模拟,研究数据中心机房的气流组织形式。本文首先提出了一种区别于以往“黑箱”模型的改进机柜模型。通过与实验数据的对比,该模型可以更加准确地反映气流通过机柜的速度和温度变化,因此能够更准确地模拟机房中气流的速度场和温度场。基于改进的机柜模型,分别对比研究了地板下送风与列间空调送风、冷通道全开放/顶部封闭/两端封闭/全封闭、三种不同回风口位置等气流组织形式下机房内气流的速度场与温度场,进而得到地板下送风、冷通道全封闭与热通道上方回风的气流组织形式的最佳组合。基于上述组合的气流组织形式,本文进一步探究了送风布局、送风孔板孔隙率、架空地板高度等因素对送风均匀性的影响,采用速度不均匀系数与温度不均匀系数评价送风均匀性。结果表明,正向双侧送风在送风均匀性上具有明显优势;适当降低孔隙率可以均匀地板下静压箱的压力分布,进而提高孔板出风均匀性,但对机柜进风均匀性的影响较小,因此孔隙率为25%～45%较为理想;提高架空地板高度能有效提高送风均匀性,但随着高度的增加,改善效果降低,因此架空地板的理想高度范围为0.6 m～0.8 m。最后,采用正交试验设计法,以送风布局、送风孔板孔隙率和架空地板高度为试验因素,以速度不均匀系数、温度不均匀系数和面平均温度为评价指标,通过极差分析和方差分析对机房的送风均匀性进行优化。各试验因素影响大小的顺序为送风布局、架空地板高度、送风孔板孔隙率。综合考虑各试验因素之间的相互作用,本文认为正向双侧送风、架空地板高度为0.8m、孔隙率25%为数据中心气流组织的最优设计参数。