火灾模拟 ppt课件
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FDS
模拟分类
模拟类型 经验模拟 半物理模拟 物理模拟
模拟方法 经验公式 常微分方程组 偏微分方程组
模拟工具 经验公式 区域模型 场模型
FDS
■防火设计 ■火因调查 ■灭火指挥
火灾模拟的应用
FDS
FDS火灾模拟技术目录
Ⅰ 火灾模拟的过程
Ⅷ 计算结果的输出
Ⅱ 场景文件的格式
Ⅸ 通风
Ⅲ FDS的基本命令
FDS
三、FDS的基本命令
&HEAD &TAIL &TIME &MESH &OBST &SURF &VENT
FDS
1、HEAD命令 （1）CHID参数：指定输出文件的名字，默认 值为FDS模型文件的文件名。
&HEAD CHID='test‘ /
FDS
（2）TITLE参数：用于描述场景，60字符以内， 可以为汉字。 &HEAD CHID='test', TITLE='教学示例场景文件'/
2、TAIL命令：表示文件的结尾，无参数。 无此命令时，光标应移至下一行。
FDS
3、TIME命令
（1）T_END参数设置模拟持续时间，单位为s， 默认值1s。 （2）若&TIME T_END=0/，FDS只执行场景 的初始化工作，生成模型文件供Smokeview显 示，不进行模拟计算。 4、MESH命令：设置计算区域 计算区域（doman）由矩形区域（mesh）构成， 矩形区域剖分为多个矩形单元（cell）。
FDS
3.每个命令由符号“&”开头，由符号“/”结尾。 每个命令可占一行或多行，命令的注释可使用 汉字。
FDS
4. 参数的值可为整数、浮点数、字符串和逻辑值 （.TRUE.和.FALSE.） 5.命令各参数及参数值间可用空格或逗号隔开。逗 号输入时输入法应为英文状态。 6.场景文件由命令HEAD开头，命令TAIL结束。文 件中的其他命令无先后次序之分。
FDS
FDS
FDS假设： ✓低速流动：小于0.3马赫 ✓矩形网格 ✓指定热释放速率：此时计算精度80%~90% ✓燃烧模型：混合分数模型，适合于燃料控制型火灾，
通风控制型火灾计算精度不高 ✓辐射模型：有限容积法求解辐射方程RTE，远距离辐
射计算精度较差
FDS
一、FDS火灾模拟的基本过程
前处理 场景文件
Ⅹ 粒子及其应用
Ⅳ FDS的网格设置
Ⅺ FDS的控制命令
Ⅴ 热边界条件
Ⅻ 全局参数的设置
Ⅵ FDS的热解模型
ⅩⅢ 并行计算
Ⅶ 燃烧模型
ⅩⅣ 建模工具
FDS
FDS历史 2000，第一版 2001，第二版 2002，第三版 2004，第四版 2007，第五版
FDS
wenku.baidu.com
FDS用途： FDS开发的目的是解决消防工程的火灾问题，同时 它也是研究火灾动力学和燃烧的基本工具。FDS能 模拟下列现象： •火灾生成热量和燃烧产物的低速输运过程 •气体和固体表面的辐射及对流换热 •固体燃料的热解 •火灾蔓延和火焰传播 •喷淋、感热探测器和感烟探测器的启动 •喷淋系统的喷洒运动及水对火的抑制
FDS
FDS
z
（5,3,4）
4
y
3
（0,0,0） 5
x
（1）XB参数设置矩形区域范围。
&MESH IJK=50,30,40, XB=0,5,0,3,0,4/
注：采用MESH命令设置的区域为一封闭区域， 并没有门窗等对外开口。
FDS
（2）IJK参数设置x轴、y轴和z轴的网格数。 &MESH IJK=40,30,30, XB=0,4,0,3,0,3/
模拟计算 结果文件
后处理
Notepad
FDS
Smokeview Excel、Origin
FDS
场景文件（输入）应包含的信息 ➢计算区域及网格大小 ➢建筑的几何形状 ➢火源设置 ➢边界条件 ➢输出控制
FDS
二 、场景文件的格式
1.场景文件为纯文本文件，扩展名任意，FDS 使用手册建议采用job_name.fds。 2.场景文件由描述场景的一系列命令组成，命 令由一个或多个参数组成，命令和参数均用大 写字母。技术手册列出了常用的27个命令。
火灾FDS数值模拟
李胜利 工程系建筑防火教研室
FDS
火灾具有随机性和确定性的双重性规律。
火灾规律 随机性
确定性
研究手段 统计分析 试验模拟
数值模拟
研究方法 概率论、数理统计 足尺寸、缩尺寸 质量守恒、动量守恒 能量守恒、化学反应规律
FDS
C ( Aw H )
G Aw —— 开口面积，m2；
H ——开口高度，m； G ——燃料重量，kg；
——比表面积，通常0.12~0.18m2/kg。
C值≥0.07时为燃料控制型火灾， C值＜0.07时为通风控制型火灾。
火灾按通风状况的分类
FDS
火灾模型 （公式、方程） 求解微分方程 编制火灾模拟软件 建立火灾场景 计算、整理结果 火灾的模拟过程
FDS
（3）SURF_ID、 SURF_IDS、 SURF_ID6参数 设置物体的属性
&OBST XB=2,4,1,4,0,2,SURF_ID='FIRE'/ &OBST XB=2,4,1,4,0,2
SURF_IDS='FIRE','INERT','INERT' /
注：y轴和z轴网格的数值应为2l3m5n，具体如下：
2 3 4 5 6 8 9 10 12 15 16 18 20 24 25 27 30 32 36 40 45 48 50 54 60 64 72 75 80 81 90 96 100 108 120 125 128 135 144 150 160 162 180 192 200 216 225 240 243 250 256 270 288 300 320 324 360 375 384 400 405 432 450 480 486 500 512 540 576 600 625 640 648 675 720 729 750 768 800 810 864 900 960 972 1000 1024
FDS
FDS
5、OBST命令：设置物体 （1）XB参数设置物体的位置与尺寸
&OBST XB=1,2,2,2.5,0,0.5/ （2）COLOR或RGB参数设置物体的颜色 &OBST XB=1,2,2,2.5,0,0.5,COLOR=‘RED’/ &OBST XB=1,2,2,2.5,0,0.5, RGB=255,0,0 /
模拟分类
模拟类型 经验模拟 半物理模拟 物理模拟
模拟方法 经验公式 常微分方程组 偏微分方程组
模拟工具 经验公式 区域模型 场模型
FDS
■防火设计 ■火因调查 ■灭火指挥
火灾模拟的应用
FDS
FDS火灾模拟技术目录
Ⅰ 火灾模拟的过程
Ⅷ 计算结果的输出
Ⅱ 场景文件的格式
Ⅸ 通风
Ⅲ FDS的基本命令
FDS
三、FDS的基本命令
&HEAD &TAIL &TIME &MESH &OBST &SURF &VENT
FDS
1、HEAD命令 （1）CHID参数：指定输出文件的名字，默认 值为FDS模型文件的文件名。
&HEAD CHID='test‘ /
FDS
（2）TITLE参数：用于描述场景，60字符以内， 可以为汉字。 &HEAD CHID='test', TITLE='教学示例场景文件'/
2、TAIL命令：表示文件的结尾，无参数。 无此命令时，光标应移至下一行。
FDS
3、TIME命令
（1）T_END参数设置模拟持续时间，单位为s， 默认值1s。 （2）若&TIME T_END=0/，FDS只执行场景 的初始化工作，生成模型文件供Smokeview显 示，不进行模拟计算。 4、MESH命令：设置计算区域 计算区域（doman）由矩形区域（mesh）构成， 矩形区域剖分为多个矩形单元（cell）。
FDS
3.每个命令由符号“&”开头，由符号“/”结尾。 每个命令可占一行或多行，命令的注释可使用 汉字。
FDS
4. 参数的值可为整数、浮点数、字符串和逻辑值 （.TRUE.和.FALSE.） 5.命令各参数及参数值间可用空格或逗号隔开。逗 号输入时输入法应为英文状态。 6.场景文件由命令HEAD开头，命令TAIL结束。文 件中的其他命令无先后次序之分。
FDS
FDS
FDS假设： ✓低速流动：小于0.3马赫 ✓矩形网格 ✓指定热释放速率：此时计算精度80%~90% ✓燃烧模型：混合分数模型，适合于燃料控制型火灾，
通风控制型火灾计算精度不高 ✓辐射模型：有限容积法求解辐射方程RTE，远距离辐
射计算精度较差
FDS
一、FDS火灾模拟的基本过程
前处理 场景文件
Ⅹ 粒子及其应用
Ⅳ FDS的网格设置
Ⅺ FDS的控制命令
Ⅴ 热边界条件
Ⅻ 全局参数的设置
Ⅵ FDS的热解模型
ⅩⅢ 并行计算
Ⅶ 燃烧模型
ⅩⅣ 建模工具
FDS
FDS历史 2000，第一版 2001，第二版 2002，第三版 2004，第四版 2007，第五版
FDS
wenku.baidu.com
FDS用途： FDS开发的目的是解决消防工程的火灾问题，同时 它也是研究火灾动力学和燃烧的基本工具。FDS能 模拟下列现象： •火灾生成热量和燃烧产物的低速输运过程 •气体和固体表面的辐射及对流换热 •固体燃料的热解 •火灾蔓延和火焰传播 •喷淋、感热探测器和感烟探测器的启动 •喷淋系统的喷洒运动及水对火的抑制
FDS
FDS
z
（5,3,4）
4
y
3
（0,0,0） 5
x
（1）XB参数设置矩形区域范围。
&MESH IJK=50,30,40, XB=0,5,0,3,0,4/
注：采用MESH命令设置的区域为一封闭区域， 并没有门窗等对外开口。
FDS
（2）IJK参数设置x轴、y轴和z轴的网格数。 &MESH IJK=40,30,30, XB=0,4,0,3,0,3/
模拟计算 结果文件
后处理
Notepad
FDS
Smokeview Excel、Origin
FDS
场景文件（输入）应包含的信息 ➢计算区域及网格大小 ➢建筑的几何形状 ➢火源设置 ➢边界条件 ➢输出控制
FDS
二 、场景文件的格式
1.场景文件为纯文本文件，扩展名任意，FDS 使用手册建议采用job_name.fds。 2.场景文件由描述场景的一系列命令组成，命 令由一个或多个参数组成，命令和参数均用大 写字母。技术手册列出了常用的27个命令。
火灾FDS数值模拟
李胜利 工程系建筑防火教研室
FDS
火灾具有随机性和确定性的双重性规律。
火灾规律 随机性
确定性
研究手段 统计分析 试验模拟
数值模拟
研究方法 概率论、数理统计 足尺寸、缩尺寸 质量守恒、动量守恒 能量守恒、化学反应规律
FDS
C ( Aw H )
G Aw —— 开口面积，m2；
H ——开口高度，m； G ——燃料重量，kg；
——比表面积，通常0.12~0.18m2/kg。
C值≥0.07时为燃料控制型火灾， C值＜0.07时为通风控制型火灾。
火灾按通风状况的分类
FDS
火灾模型 （公式、方程） 求解微分方程 编制火灾模拟软件 建立火灾场景 计算、整理结果 火灾的模拟过程
FDS
（3）SURF_ID、 SURF_IDS、 SURF_ID6参数 设置物体的属性
&OBST XB=2,4,1,4,0,2,SURF_ID='FIRE'/ &OBST XB=2,4,1,4,0,2
SURF_IDS='FIRE','INERT','INERT' /
注：y轴和z轴网格的数值应为2l3m5n，具体如下：
2 3 4 5 6 8 9 10 12 15 16 18 20 24 25 27 30 32 36 40 45 48 50 54 60 64 72 75 80 81 90 96 100 108 120 125 128 135 144 150 160 162 180 192 200 216 225 240 243 250 256 270 288 300 320 324 360 375 384 400 405 432 450 480 486 500 512 540 576 600 625 640 648 675 720 729 750 768 800 810 864 900 960 972 1000 1024
FDS
FDS
5、OBST命令：设置物体 （1）XB参数设置物体的位置与尺寸
&OBST XB=1,2,2,2.5,0,0.5/ （2）COLOR或RGB参数设置物体的颜色 &OBST XB=1,2,2,2.5,0,0.5,COLOR=‘RED’/ &OBST XB=1,2,2,2.5,0,0.5, RGB=255,0,0 /