火灾模拟软件FDS中的火源设定
火灾模拟软件FDS中的火源设定
摘要：FDS(Fire Dynanmics Simulator)是燃烧驱动流体流动的计算流体动力学模型(CFD)。该软件采用数值方法求解受火灾动力驱动的低马赫数流动的N-S 方程，重点是计算火灾中的烟气和热传导过程。到目前为止，这个模型大约有一半的应用是进行烟雾处理系统的设计和喷头/探测器的激活研究。另外一半包含了住宅或工业火灾重建的研究。
而不管是研究火灾中的烟气流动、热传导过程、还是探测器的激活，都需要有一个合理设置的火源。只有火源设置的合理，才能真正模拟、重现火灾。若火源的设置出现问题，那么后续的模拟研究都不会准确。
关键字：FDS 火源
1 FDS中燃烧和热辐射模型的简介
FDS中容易混淆的地方是气相燃烧和固相分解之间的区别。气相燃烧是指燃料蒸气和氧气的反应；固相分解是指固体或液体表面燃料蒸气的产生。尽管FDS 火灾模拟中存在多种类型的燃烧物，在模拟中只能有一个气态的燃料。实际上，只是指定了一个单气相反应，代替了所有潜在的燃料来源。
描述气相反应有两个途径。默认情况下，是利用混合分数模型来说明整个燃烧过程中的从起始表面产生燃料气体的演化。另一个是采用有限率方法，在这种情况下，燃烧过程中每个类别的气体都分别被单独的定义和追踪。这种方法比混合分数模型要复杂。常用的就是混合分数模型，本文只对它着重介绍。
2 混合分数模型下FDS中设定火源的方法
FDS中有两个途径指定一个火源。一种是在SURF行上指定一个Heat Release Rate Per Unit Area HRRPUA。另一种是指定一个HEAT_OF_REACTION，连同还要指定MATL行上的其它参数。这两种方法中，参数的设置会自动调用混合分数模型。
混合分数模型中使用一个单独的REAC行。如果输入文件中没有REAC行，会使用丙烷作为替代燃料，并且所有的燃烧速度都会得到相应的调整。
如果只是指定了火源的热释放速率HRRPUA，反应参数可能不需要调整，不需要在输入文件中添加任何的REAC行。然而，如果知道关于主要燃料气体的情况，应考虑通过REAC行至少指定基本的化学计量数。FDS会利用这些信息来决定燃烧的产物量。
2.1 在SURF行上指定HRRPUA设定火源的方法
如果只是想简单地得到一个给定热释放速度（HRR）的火源，不需要指定任何材料的性质。输入文件中也不需要添加REAC行。它只是建立了一个基本的模型，假设为从一个固体表面或通风口喷射出气体燃料。
SURF组定义流域中或流域边界上所有实体表面或开口的结构。每个SURF 行包含一个识别字符串ID='……'，以便使障碍物或者通风口与它关联起来。
这只是一个简单的火源，有单位面积热释放速度（HRRPUA），单位是kW/m2。
例如：
&SURF ID='FIRE',HRRPUA=1000.0 /
&OBST XB=2.0,4.0,1.0,5.0,0.0,0.3,SURF_IDS='FIRE','INERT','INERT' /
这两个语句表示OBST的上表面的边界条件是SURF ID='FIRE'，也就是一个单位面积热释放速率为1000kW/m2的火源，障碍物OBST的上表面积是2×4=8m2，也就是热释放速率为1000×8=8MW的一个火源。
只指定HRRPUA的火源，其功率会在模拟的开始1s时间内立即就达到指定功率。如下图所示：
图2.1 功率为8MW的火源热释放速率图
如果要控制火源的速度，可以指定SURF行上边界条件的时间关系曲线。边界条件可以通过指定的函数或用户自定义的函数来设置成随时间变化的量。参数TAU_Q表示热释放速度在TAU时间内逐步增加至指定值，并停留在这个值上。如果TAU_Q是正值，热释放速度以双曲正切函数（t/τ）增加。若是负值，则以（t/τ）2函数增加[1]。
例如：
&SURF ID='FIRE',HRRPUA=1000.0 ,TAU_Q=10/
&OBST XB=2.0,4.0,1.0,5.0,0.0,0.3,SURF_IDS='FIRE','INERT','INERT' /
如下图所示：
图2.2前10s热释放速率以双曲正切函数增加的火源图
图2.3前10s热释放速率以（t/τ）2函数增加的火源图
如果需要tanh或t2以外的函数，那么需要输入用户自己定义的燃烧随时间的变化关系。这就需要用到RAMP行。
例如：
&SURF ID='FIRE',HRRPUA=1000.0 ,RAMP_Q='function'/
&OBST XB=2.0,4.0,1.0,5.0,0.0,0.3,SURF_IDS='FIRE','INERT','INERT' /
&RAMP ID='function',T=0.0,F=0.0 /
&RAMP ID='function',T=5.0,F=0.5 /
&RAMP ID='function',T=15.0,F=1.0 /
&RAMP ID='function',T=25.0,F=0.5 /
&RAMP ID='function',T=30.0,F=0.2 /
注意：这里的T表示时间，F表示T时刻的热释放速率与最大热释放速率的比值。
上述参数表示的火源如下图所示：
图2.4 热释放速率以自定义函数变化图
2.2指定HEAT_OF_REACTION设定火源的方法
只是指定HRRPUA的火源，没有考虑到火源燃烧过程中的实际情况，只是给出了一个燃烧产生的效果。而实际中的燃烧可能还有复杂的分解过程，材料的其它性质来影响到燃烧的过程。上面说到过模拟中只能有一个气态的燃料，也就是说其它的燃料要分解成气体来燃烧。FDS中描述固体和液体的分解有好几种方法。采用哪种方法在很大程度上取决于所知的材料性质情况，和分解模型的合适性。
2.2.1固体燃烧物
固体物质通过SURF行来描述，SURF行包含组成它的各类物质MATL。每个MATL可以进行几个反应，指定N_REACTIONS来表示其发生几个反应。每一个反应可以产生一个固体RESIDUE，水蒸汽，和/或燃料蒸气。确定每个反应的产物：固体RESIDUE，水蒸汽，和/或燃料蒸气。这些信息通过yields
NU_RESIDUE(j)，NU_WATER(j)，和NU_FUEL(j) 来表示。理想情况下，产物数量的总和应是1，表示反应物的质量守恒。接下来要制定所知物质的分解速度。通常情况下，指定REFERENCE_RATE(S-1)和
REFERENCE_TEMPERATURE(℃)。REFERENCE_RATE的默认值是0.1s-1。REFERENCE_TEMPERATURE(℃)是指在这个温度下，所指材料的质量分数以0.1s-1的速度进行了分解反应。最后还要指明每单位质量的反应物转化为其它物
质时，消耗的能量HEAT_OF_REACTION(j)。这是因为大多数固相反应是吸热的，需要能量。通常情况下，只有像水的蒸发这样的简单相变反应才确切的知道其HEAT_OF_REACTION。对于其它反应，必须靠经验来确定。
一个固体燃烧物例子如下：
&MATL ID = 'My Fuel'
SPECIFIC_HEAT = 1.0
CONDUCTIVITY = 0.4
DENSITY = 100.0
HEAT_OF_COMBUSTION= 15000.
N_REACTIONS = 1
NU_FUEL(1) = 1.
REFERENCE_TEMPERATURE(1) = 100.
HEAT_OF_REACTION(1) = 0. /
&SURF ID = 'FIRE'
RGB= 230,230,230
MATL_ID = 'My Fuel'
IGNITION_TEMPERATURE = 50.
THICKNESS = 0.30 /
&OBST XB=x1,x2,y1,y2,z1,z2, SURF_ID='FIRE'/
这个固体物的参数见MATL行，在SURFA行有其点燃温度50℃。其被一个大功率火源点燃后的燃烧情况如下所示。
图2.5 一个固体燃烧物从引燃到稳定燃烧的热释放速率变化图
从图中可见首先是大功率火的燃烧，将其引燃，设置大功率火源20s后熄灭。剩下的固体物质逐渐稳定燃烧。
2.2.2 液态燃烧物
对于一个液体燃料，热学性质与固体材料的相似，但也有一些例外。燃料的蒸发速度是由方程Clausius-Clapeyron来控制。这个方法的唯一缺点是，燃料气体的燃烧不管任何的点燃源。因此，如果指定了一个液体燃料，燃料会立即燃烧。
一个液态燃料盘的例子如下：
&MATL ID = 'MY LIQUID'
EMISSIVITY = 1.0
NU_FUEL = 0.97
HEAT_OF_REACTION = 880.
CONDUCTIVITY = 0.17
SPECIFIC_HEAT = 2.45
DENSITY = 787.
ABSORPTION_COEFFICIENT = 40.
BOILING_TEMPERATURE = 76. /
&MATL ID = 'STEEL'
EMISSIVITY = 1.0
DENSITY = 7850.
CONDUCTIVITY = 45.8
SPECIFIC_HEAT = 0.46 /
&SURF ID = 'ETHANOL POOL'
COLOR = 'YELLOW'
MATL_ID = 'MY LIQUID','STEEL','STEEL'
THICKNESS = 0.01,0.001,0.05
TMP_INNER = 25. /
这是一个在钢铁制作的盘子里装有性质为MY LIQUID的物体。MATL行上包含BOILING_TEMPERATURE告诉FDS利用它的液体分解模型。它也自动设置N_REACTIONS=1,也就是只有一个反应，从液体转变为气体燃料的相变。要注意ABSORPTION_COEFFICIENT对于液体的作用。这表示液体对热辐射的吸收。它对燃烧速度的作用很重要。
一个液体燃料盘的热释放速率如下图所示：
图2.6 一个液体盘火随着燃烧逐步增大热释放速率图
由图可见液态燃料盘燃烧时，热释放速率会持续增加。这是由于随着燃料的燃烧产生的热辐射被液体燃料吸收，会蒸发处更多的气体参与燃烧，从而释放出更多的热量。
3总结
应用FDS软件过程中，对火源的设定是最基本的也是至关重要的。若只是想得到某方面的效果如一个高温源、一个固定热释放速率的火源、一个按指定函数发展的火源，可以利用FDS很好的实现这些效果。而由于实际火灾场景中的火灾过程是十分复杂的，要想用FDS得出一个有价值的模拟，就要详细对物质参数进行指定，有些需要查资料，有些则需要通过试验去测定。
本文给出了FDS中设定火源的最基本方法，在实际中要对这些方法灵活应用。如固体火中的物质材料只有一种材料，而实际中一个物体往往是多种材料的混合物。这就需要对每一个材料性质分别指定。当然若有条件的话，也可以对燃烧物进行实物热释放速率测定。然后对其进行一定比例的放大。液态火中的燃料也可以设置一个喷射口喷射出来，形成一个喷射火。
4参考文献
[1] 连振兴．细水雾灭火数值模拟研究(D)．太原：中北大学．2008．
Designate Fire in The Fire Dynamics Simulator Model Abstract: Fire Dynamics Simulator (FDS), is a computational fluid dynamics (CFD) model of fire-driven fluid flow. FDS solves numerically a form of the Navier-Stokes equations appropriate for low-speed, thermally-driven flow with an emphasis on smoke and heat transport from fires. To date, about half of the applications of the model have been for design of smoke handling systems and sprinkler/detector activation studies. The other half consist of residential and industrial fire reconstructions.
However,when it’s used to study smoke flow,heat transfer,or sprinkler activation,the basic premise is that there is a properly prescribed fire.Only the fire scenario is suitable,we just can simulate or reappear the real situation.If there is a problem with the prescribed fire ,the fllowing work might be totally wrong.
Key words:FDS Fire
火灾数值模拟研究FDS开题报告
毕业设计（论文）开题报告 学生姓名：学号: 所在学院：城市建设与安全工程学院 专 安全工程专业 业 设计（论文）题目地铁车厢火灾的数值模拟研究 指导教师：__________________________________ 2013年1月9日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述” ）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15 篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94 《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26 ”。
毕业设计（论文）开题报告 1.结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左 右的文献综述： 文献综述 一.地铁火灾研究的概述： 在现代大都市中，地铁是一种非常重要的公共交通工具，在人们的生活中发挥着越 来越重要的作用，它提供给人们的便利是其它交通工具所无法替代的。但是，由于地铁 属地下建筑，建筑结构特殊，而且客流量大、人员集中，所以一旦发生火灾，特别容易造成群死群伤的严重后果。以下是近年来全球地铁发生的几起重大灾难事故： 时间地点伤亡损失情况 1982-03-16美国纽约地铁伤86人、1节车厢被毁坏 1987-11-18伦敦国王十字地铁站32人死亡，100多人受伤 1991-04-16瑞士苏黎世地铁机车1人死亡，100多人受伤、售票厅被烧毁 1995-10-29埃塞拜疆首府巴库列车558人死亡，269人重伤 1998-01-01俄罗斯莫斯科地铁3人受伤 1999-06俄罗斯圣彼得堡地铁车站6人死亡 1999-10韩国首尔郊外的地铁55人死亡 2001-08英国伦敦发生地铁6人受伤 2001-08-30巴西圣保罗地铁1人死亡，27人受伤 2003-02-18韩国大邱市中央路地铁车站198人死亡、146人受伤 1996年至今北京地铁共发生151起火灾，多人伤亡 在所有统计的地铁火灾事故中，造成大量人员伤亡主要原因并不是烧伤，而是因为再地铁站内人员疏散不及时，导致大量人群滞留危险区域，燃烧过程中形成的烟气扩散后使站台内能见度降低，客观上增加了疏散的难度。与此同时造成被困人员心理恐慌，发生拥挤踩踏，更加阻碍了疏散速度，极易造成群死群伤事故。此外据统计，地铁火灾中地铁列车起火引起的占46%大部分列车火灾事故发生在车厢内，尤其以前生产的地铁车厢，内部装饰材料、座椅大多是可燃材料，或由于乘客携带的易燃品，或由于机械故障、电气故障等引起的地铁车厢着火。⑴而目前全世界已有100多座城市开通了300多条地铁线路，总长度超过6000公里。我国自1965年7月1日在北京动工修建地铁以来的40 年中，相继又在天津、香港、上海、深圳、南京和广州等六座城市开通了地铁，正式拉开了
火灾模拟软件FDS的学习心得
1. FDS的启动 FDS4：FDS4 毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：学号： 所在学院：城市建设与安全工程学院 专业：安全工程专业 设计(论文)题目：地铁车厢火灾的数值模拟研究 指导教师： 2013年1月9日 开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。 毕业设计（论文）开题报告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 一．地铁火灾研究的概述： 在现代大都市中，地铁是一种非常重要的公共交通工具，在人们的生活中发挥着越来越重要的作用，它提供给人们的便利是其它交通工具所无法替代的。但是，由于地铁属地下建筑，建筑结构特殊，而且客流量大、人员集中，所以一旦发生火灾，特别容易造成群死群伤的严重后果。以下是近年来全球地铁发生的几起重大灾难事故： 时间地点伤亡损失情况 1982-03-16 美国纽约地铁伤86人、1节车厢被毁坏 1987-11-18 伦敦国王十字地铁站32人死亡，100多人受伤 1991-04-16 瑞士苏黎世地铁机车1人死亡，100多人受伤、售票厅被烧毁1995-10-29 埃塞拜疆首府巴库列车558人死亡，269人重伤 1998-01-01 俄罗斯莫斯科地铁3人受伤 1999-06 俄罗斯圣彼得堡地铁车站6人死亡 1999-10 韩国首尔郊外的地铁55人死亡 2001-08 英国伦敦发生地铁6人受伤 2001-08-30 巴西圣保罗地铁1人死亡，27人受伤 2003-02-18 韩国大邱市中央路地铁车站198 人死亡、146 人受伤 1996年至今北京地铁共发生151 起火灾，多人伤亡 在所有统计的地铁火灾事故中，造成大量人员伤亡主要原因并不是烧伤，而是因为再地铁站内人员疏散不及时，导致大量人群滞留危险区域，燃烧过程中形成的烟气扩散后使站台内能见度降低，客观上增加了疏散的难度。与此同时造成被困人员心理恐慌，发生拥挤踩踏，更加阻碍了疏散速度，极易造成群死群伤事故。此外据统计，地铁火灾中地铁列车起火引起的占46%，大部分列车火灾事故发生在车厢内，尤其以前生产的地铁车厢，内部装饰材料、座椅大多是可燃材料，或由于乘客携带的易燃品，或由于机械故障、电气故障等引起的地铁车厢着火。[1]而目前全世界已有100多座城市开通了300多条地铁线路，总长度超过6000公里。我国自1965年7月1日在北京动工修建地铁以来的40年中，相继又在天津、香港、上海、深圳、南京和广州等六座城市开通了地铁，正式拉 火灾模拟软件FDS中的火源设定 摘要：FDS(Fire Dynanmics Simulator)是燃烧驱动流体流动的计算流体动力学模型(CFD)。该软件采用数值方法求解受火灾动力驱动的低马赫数流动的N-S 方程，重点是计算火灾中的烟气和热传导过程。到目前为止，这个模型大约有一半的应用是进行烟雾处理系统的设计和喷头/探测器的激活研究。另外一半包含了住宅或工业火灾重建的研究。 而不管是研究火灾中的烟气流动、热传导过程、还是探测器的激活，都需要有一个合理设置的火源。只有火源设置的合理，才能真正模拟、重现火灾。若火源的设置出现问题，那么后续的模拟研究都不会准确。 关键字：FDS 火源 1 FDS中燃烧和热辐射模型的简介 FDS中容易混淆的地方是气相燃烧和固相分解之间的区别。气相燃烧是指燃料蒸气和氧气的反应；固相分解是指固体或液体表面燃料蒸气的产生。尽管FDS 火灾模拟中存在多种类型的燃烧物，在模拟中只能有一个气态的燃料。实际上，只是指定了一个单气相反应，代替了所有潜在的燃料来源。 描述气相反应有两个途径。默认情况下，是利用混合分数模型来说明整个燃烧过程中的从起始表面产生燃料气体的演化。另一个是采用有限率方法，在这种情况下，燃烧过程中每个类别的气体都分别被单独的定义和追踪。这种方法比混合分数模型要复杂。常用的就是混合分数模型，本文只对它着重介绍。 2 混合分数模型下FDS中设定火源的方法 FDS中有两个途径指定一个火源。一种是在SURF行上指定一个Heat Release Rate Per Unit Area HRRPUA。另一种是指定一个HEAT_OF_REACTION，连同还要指定MATL行上的其它参数。这两种方法中，参数的设置会自动调用混合分数模型。 混合分数模型中使用一个单独的REAC行。如果输入文件中没有REAC行，会使用丙烷作为替代燃料，并且所有的燃烧速度都会得到相应的调整。 如果只是指定了火源的热释放速率HRRPUA，反应参数可能不需要调整，不需要在输入文件中添加任何的REAC行。然而，如果知道关于主要燃料气体的情况，应考虑通过REAC行至少指定基本的化学计量数。FDS会利用这些信息来决定燃烧的产物量。 2.1 在SURF行上指定HRRPUA设定火源的方法 如果只是想简单地得到一个给定热释放速度（HRR）的火源，不需要指定任何材料的性质。输入文件中也不需要添加REAC行。它只是建立了一个基本的模型，假设为从一个固体表面或通风口喷射出气体燃料。 SURF组定义流域中或流域边界上所有实体表面或开口的结构。每个SURF 行包含一个识别字符串ID='……'，以便使障碍物或者通风口与它关联起来。 天津理工大学 安全检测课程学习报告 浅析FDS火灾模拟及应用现状 姓名：张志魁学号：123140301 学院：环境科学与安全工程学院 专业：安全技术与工程 _ 班级： 2012级研究生 _ 2013年9月1日 浅析FDS火灾模拟及应用现状 摘要：FDS（Fire Dynamics Simulator）是火灾模拟中一款重要的软件，它根据建筑和火灾的特性，以简单直观的形式动态的显示出火灾发展的全过程，并通过计算获得较为准确的火灾信息的相关参数，例如，烟气的流动，有毒气体的浓度，温度场的分布以及热辐射等。本文概述了FDS在不同建筑和火灾场景中的应用现状，并结合相关火灾实例证明FDS火灾模拟软件在较为可信的准确性，另外，对FDS在火灾模拟方面提出了笔者的相关意见和建议。 关键字：火灾模拟；FDS；应用现状 0前言 近些年，计算机技术的飞速发展，引导了科学领域的各个方面，成为科研深讨中不可或缺的工具。其中，计算机模拟和仿真技术已经成为火灾科学研究重要手段，各种火灾模拟软件也在不断的涌现, 比较有名的火灾模拟软件有FDS, CFAST 和FA3 等[1]。FDS( 火灾动力模拟) 是由美国国家标准局建筑火灾研究实验室开发的基于场模拟的火灾模拟软件, 在火灾安全工程领域中应用十分广泛[2]。FDS 是一个由CFD( 计算流体力学) 分析程序开发出来的专门用于研究火灾烟气传播的模型,可以模拟三维空间内空气的温度、速度和烟气的流动情况等[1]。 1 FDS计算步骤 FDS火灾模拟软件包含FDS和SomkerView 2部分。FDS是软件的主体部分,主要完成模拟场景的构建和计算,而SomkerView是FDS计算结果后处理程序,它既能处理动态数据也能显示静态数据,并将这些数据以二维或三维形式显现出来。模型的输入数据包括:空间环境温度,建筑内物品的燃烧性质,灭火系统的影响,烟气的性质,是否考虑某些障碍物的影响,为收集有用数据所需的模拟时间,网格划分(计算精确度),所需要测量的数据类型及位置,火源种类及初始温度等。FDS 计算结果二维数据随时间变化的数据输出格式为Office Excel程序格式,可以通过各种数据处理软件进行处理。三维图形直接通过SmokeView的程序进行处理,并可得到动画效果短片在FDS中,可以设置“切片”,或贯穿整个控制体的断面,通过这个断面或切片可以使用户直观地观察气体内的温度分布、毒气分布、烟气分布，图一描述了FDS和Smokeview使用的基本流程： 使用FDS 和Smokeview 的一般步骤: ①建立一个FDS 输入文件case - name1d2ata 。FDS 的输入文件包括以下信息:计算域的大小、数字栅格的大小、计算域内物体的几何形状、火源的设定、燃料类型、热时放速率、材料的热物性、边界条件等。 ②运行FDS ,然后FDS 生成一个或多个输出文件。FDS 的输出参数主要是密度、温度、压力、热释放率、燃烧产物的浓度、混合分数以及热流和辐射对流等。计算中想要得到什么参数的数据,在哪个位置的数据,计算前必须在输入文件中提前设定,一旦开始计算就无法进行更改。FDS 数据的输出主要有以下几种形式: fds火灾模拟软件是什么 fds火灾模拟软件是一种互动火灾模拟软件，也就是我们常说的模拟灭火系统软件，是基于三维图像技术开发的第--人称FPS游戏，主要用于教学并体验灭火器的使用方式，下面以火眼金睛模拟灭火软件为例来给大家介绍一下! fds火灾模拟软件介绍 火眼金睛模拟灭火软件，是基于三维图像技术开发的第--人称FPS游戏，主要用于教学并体验灭火器的使用方式。 火眼金睛模拟灭火体验系统中包含A、B、C、D、E、F，6类火灾类型，针对不同类型，设置了如床单、油锅、电器、金属、液体、气体等不同类型的起火点，模拟了不低于15个着火场景。同时提供干粉、二氧化碳、泡沫、水基四种灭火器进行选择，选择过程中进行灭火器的选择与使用指导。系统对于火灾与灭火器的类型、灭火器的用量与使用时间、起火点的判定等数据进行了完全仿真化处理，与现实中的情况相符。用户通过模拟灭火体验系统进行实际操作后，可以学会并掌握灭火器的正确选择与使用方式。 火眼金睛模拟灭火体验系统包含了知识学习，知识测评及模拟灭火3大板块，软件设置了不低于15个火灾场景，涵盖了6类所有类型火灾。通过大屏展示的方式，结合真实改装灭火设备，如灭火器等，参观者可以进行高还原度的仿真训练，达到掌握正确使用灭火器等灭火工具的使用方法。该产品适用于常用于相关行业展厅体验、科普馆、公共安全教育体验馆、学校及青少年培训机构等场所。 fds火灾模拟软件购买要注意什么 fds火灾模拟软件也就是模拟灭火体验系统，是一种互动模拟灭火游戏，可以让体验者在游戏中学会消防安全知识和正确灭火方式，因此近年来fds火灾模拟软件在消防体验馆中成为了“常客”，那么fds火灾模拟软件购买要注意什么呢?下面请火眼金睛小编来给大家介绍一下吧! fds火灾模拟软件购买注意版本 fds火灾模拟软件以火眼金睛为例，fds火灾模拟软件有1.0版本和2.0版本，价格上也有所不同，现在基本上用的都是2.0版本，软件中包含A、B、C、D、E、F，6类火灾类型，针对不同类型，设置了如床单、油锅、电器、金属、液体、气体等不同类型的起火点，模拟了不低于15个着火场景。同时提供干粉、二氧化碳、泡沫、水基四种灭火器进行选择，选择过程中进行灭火器的选择与使用指导。系统对于火灾与灭火器的类型、灭火器的用量与使用时间、起火点的判定等数据进行了完全仿真化处理，与现实中的情况相符。用户通过模拟灭火体验系统进行实际操作后，可以学会并掌握灭火器的正确选择与使用方式。 fds火灾模拟软件购买注意厂家 fds火灾模拟软件购买的不同厂家fds火灾模拟软件的价格也不一样，这里提醒大家对于fds火灾模拟软件的厂家要特别注意，火眼金睛是行业内比较知名的安全教育软件厂家，大家可以了解看看。 关于fds火灾模拟软件的详细说明就给大家介绍到这里了! 基于FDS的电缆火灾模拟 摘要：电缆一旦发生火灾，则火势凶猛，蔓延迅速，在燃烧时会发生大量的有害气体，造成扑救困难。电缆烧坏后，修复时间长，损失严重，因此必须十分重视防范电缆火灾事故搜索。据相关资料表明，火灾发生后，造成人员大量伤亡的原因是由于烟气扩散，导致人员窒息中毒身亡。本文基于FDS，模拟房间内电缆起火之后烟气情况以及热释放速率情况。 关键字：FDS；电缆；火灾 Abstract ：Once a fire, the fire, the fire spread quickly, in the burning of a large number of harmful gases, causing difficulties in fighting. The cable burned, repair time is long, serious losses, so we must attach great importance to preventing cable fire accident search. According to relevant information, after the fire, causing a large number of casualties is due to the proliferation of smoke, resulting in the death of personnel poisoning. In this paper, based on the FDS, the smoke and heat release rate of the cable after fire in the room is simulated. Key words: FDS; cable; fire 第一章概述 电缆通常是由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征。2015年7月12日，武汉市汉阳区政府应急办召开发布会，据该区应急办副主任张风介绍，11日晚间发生在汉阳区“紫荆嘉苑”小区电缆井火灾事故造成7人遇难，12人受伤。 电线电缆引发火灾的原因，主要是因为过负荷、短路、接触电阻过大及外部热源作用。在短路、局部过热等故障状态及外热作用下，绝缘材料绝缘电阻下降、失去绝缘能力，甚至燃烧，进而引发火灾。火灾中电线电缆的主要特性有：（1）火灾温度一般在800℃～1000℃，在火灾情况下，导线电缆会很快失去绝缘能力，进而引发短路等次生电气事故，造成更大的损失；（2）导线电缆在规定的允许载流量下有较大的过载能力；（3）短路状态下，导线电缆会在瞬间引起绝缘材料熔化、燃烧，并引燃周围可燃物。 电线电缆根据其本身具有的燃烧特性，可分为普通电线电缆、阻燃电线电缆、耐火电线电缆、无卤低烟电线电缆及。（1）阻燃电线电缆指难以着火并具有防止或延缓火焰蔓延能力的电线电缆。常用的标准试验为GB／T18380．3（等同于IEC60332-1999）；（2）耐火电线电缆指在规定温度和时间的火焰燃烧下，仍能保持线路完整性的电线电缆。常用的标准试验为GB／T12666．6（等效于IEC60331-21-1999）；（3）无卤低烟电线电缆分为阻燃型和阻燃耐火型两种。阻燃型指材料不含卤素，燃烧时产生的烟尘较少并且具有阻止或延缓火焰蔓延的电线电缆。常用的标准试验有GB／T17650．2（等同于IEC60754-2）、GB／T17651．2（等同于IEC61034-2）和GB／T18380．3（等同于EC60332-3）三项。阻燃耐火型在以上的基础上还需满足保持线路完整性的要求，同时常用的标准试验增加了GB／T12666.6(等效与IE60331)；（4）矿物绝缘电缆在火焰中具有不燃和无烟 基于FDS的沙发火灾数值模拟 0 引言 随着生活条件的提高 ,装饰家具越来越多地出现在现代建筑中 ,其种类和性能也越来越复杂.室内火灾的扩大常常与可燃的装饰家具有关.导致人员死亡的火灾中有 1 /3 是装饰家具火灾[1]。统计结果表明，火灾中8 5％以上的死亡者是由于烟气的影响，其中大部分是吸人了烟尘及有毒气体昏迷后而致死的[2]。本文将以典型的sofa-Fire 算例为重点，通过全尺寸实验和数值模拟相结合的方法研究其燃烧过程的热释放速率、室内温度场分布及烟气流动,为建筑火灾防治和火灾安全设计提供参考依据。 1 FDS 简介 美国火灾研究机构也对本国的装饰家具的火灾特性进行了研究[3]。最终由NIST 开发的一种模拟程序FDS，它用数值求解方法求解一组描述热驱动的低速流动的Navier-Stokes 方程，重点计算火灾中的烟气流动和热传递过程。FDS 提供了两种数值模拟方法，即直接数值模拟（DNS：Direct Numerical Simulation）和大涡模拟（LES：Large Eddy Simulation）。 直接数值模拟是通过直接求解湍流的控制方程，对流场、温度场及浓度场的所有时间尺度和空间尺度进行精确描述，但是目前的计算条件下，只能用于对层流及较低雷诺数湍流流动的求解[4]。 一般情况下，在利用FDS 进行火灾模拟时均选用大涡模拟。它是把包括脉动在内的湍流瞬时运动通过某种滤波方法分解成大尺度量通过数值求解微分方程直接计算出来，小尺度运动对大尺度运动的影响通过建立亚格子模型来模拟。 FDS火灾动态模拟软件主要由两部分组成，分别是FDS和Smokeview部分。其中，FDS部分主要是用来完成对火灾场的创建和计算阶段。而Smokeview 部分则是对FDS计算结果的可视化，它以三维动态的形式显示火灾发生的全过程。 2 couch 场景布置 场景长2.4 米，宽1.0 米，高2.4 米。在X 轴方向上共设有24 个网格，Y 轴方向上设有10 个网格。Z 轴方向上有24 个网格。本例子中设定时间为900 秒，直到运行结束为止。屋中材料有纤维、塑料、泡沫塑料、地毯等等，在原算例中没种都设定了参数以及性质，具场景布置图。 场景布置好之后，从DOS 中启动FDS 计算，生成一系列的文件，其中包含我们所需要的结果。最后运行Smokeview 就可以形象地观察火灾发生的过程，并得到相关的平面截图。 3 模拟结果 基于FDS的室内火灾模拟研究 目录 基于FDS的室内火灾模拟研究 ........................................ 错误！未定义书签。基于FDS的室内火灾模拟研究 .. (1) 目录 (1) 1.引言 (2) 2、FDS软件概述 (2) 2.1 FDS软件介绍及发展 (3) 2.2 Pyrosim相关简介 (4) 2.3FDS特点 (4) 2.4 FDS软件操作 (5) 2.4.1 文件设置 (5) 2.4.2 操作步骤 (6) 3 室内火灾研究发展状况 (7) 3.1 国外火灾模拟研究发展状况 (7) 3.2 国内火灾模拟研究发展状况 (8) 4 FDS软件建立模型 (9) 4.1模型的建立 (9) 4.2点火器和地板 (9) 4.3热电偶的布置 (10) 5模拟结果 (10) 5.1热电偶 (11) 5.2热释热率 (13) 5.3结论 (13) 6.结束语 (14) 7 参考文献 (14) 摘要：室内装饰材料在建筑物中得到越来越广泛的运用，大多数室内装饰材料都是可燃甚至易燃材料，从而使其成为潜在火源并增加了建筑物的火灾荷载。基于大涡模拟理论的FDS模型模拟了室内火灾中的温度和热释放率，结果证明运用FDS软件模拟室内火灾是可行的。 关键词：室内火灾FDS 火灾模拟 1.引言 室内火灾是指烧损室内可燃物的现象。室内火灾如果得不到好的控制就有可能发展到某些防火分区或整个建筑火灾，随着人们生活水平的提高，各式各样的室内装饰材料如雨后春笋般出现。建筑装饰材料因其美观的效果在建筑物中得到了越来越广泛的应用。通过分析火灾过程中的重要参数，如热释放速率和室内温度，证明了用FDS对室内建筑装修材料的火灾特性的研究是很可靠的[1]。 2、FDS软件概述 近年来，受益于计算机技术的飞速发展，火灾数值模拟技术也在其原有的基础上得到了进一步提升。火灾本身是一个非常复杂的过程，根据所模拟的现象、研究层次和研究方法的区别，当前应用于火灾研究方面的数值模型主要有专家系统(Expert System)、区域模型(Zone Model)、场模型(Field Model)、网络模型(Network Model)和混合模型(Hybrid Model)L29[2]。数值模型的特点如下： 1、专家系统是一种经验模拟，常用的有美国标准与技术研究院(NlST)开发的FPETOOL模型和丹麦火灾研究所编制的ARGOS模型； 2、区域模型是一种半物理模型，相当近似和粗糙，CFAST、ASET、BR12、CCFM一VENTS、CFIRE一X和中国科学技术大学研发的FAC3等是区域模型中的佼佼者； 3、网络模型主要适用于受限空间，它只适合于将远离火场的区域作为对象，如日本的BR工、加拿大的FIRECAM、英国的BRE、美国的NlST、荷兰的TNO 等是比较典型的代表[3]； 4、场模拟可得到较详细的物理量时空分布，能精细体现火灾现象，通用的 火灾动态模拟器FDS软件介绍 摘要： FDS（Fire Dynamics Simulator）作为研究火灾中烟气传播规律以及火灾预防研究的开源代码，在科学研究和工程实践中得到日益广泛的应用，本文简要介绍了该软件的特点、安装平台、编译、使用方法以及注意事项，在文章末尾给出了几个典型的应用实例。 1.简介 FDS（Fire Dynamics Simulator）是美国国家标准研究所（NIST：National Institute of Standards and Technology）建筑火灾研究实验室（Building and Fire Research Laboratory）开发的模拟火灾中流体运动的计算流体动力学软件。该软件采用数值方法求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动的NS 方程（粘性流体NavisStokes），重点计算火灾中的烟气和热传递过程。由于FDS是开放的源码，在推广使用的同时，根据使用者反馈的信息持续不断地完善程序。因此，在火灾科学领域得到了广泛应用。其源码可以从https://www.360docs.net/doc/546965595.html,/fds/下载并学习。 该软件发展到现在已有25年的历史，在九十年代中期，LES（large-eddy simulation）、NIST-LES、LES3D、 IFS（Industrial Fire Simulator）和ALOFT(ALarge Outdoor Fire Plume Trajectory)等代码统一被整理发展成为FDS，从2000年开始对外发布，2001年12月发布第二版，2002年12月发布了第三版，2004年8月发布了第四版，2005年发布了第五版，当前版本为5.2。 该程序源码包括25个独立的Fortran文件，每个都是模型相关的程序，比如：质量方程、动量方程、能量方程、压力求解、灭火洒水等。该软件就有很大的开放性，其源码放在特定的ftp上，即使做了小的改动，也可以在ftp上发现新文件；除此之外，专门的讨论区便于使用者交流经验与发现问题。Smokeview是用于展示FDS模拟结果的可视化程序。 2.软件特点 FDS自2000年公开发布以来受到了普遍的关注，据统计，该模型大约一半应用于烟气控制系统和喷头、探测器的激活启动的研究设计，另一半应用于居民和工业建筑火灾后的重建和修复设计。通过一系列的发展，FDS致力于解决火灾保护工程中的实际消防问题，与此同时，也为火灾动力学和燃烧的理论研究提供工具。 1．流体动力学模型： FDS 数值求解热驱动下低速流动的N-S方程。其核心算法为显式预估 校正方案，时间和空间采用二阶精度，湍流采用Smagorinsky形式的大涡模拟（LES，Large Eddy Simulation），在足够细的网格下能实施直接模拟（DNS, Direct Numerical Simulation），缺省状况下使用LES。采用拉格朗日粒子法追踪洒水和燃料喷雾模型。 2．燃烧模型：对于大多数应用，FDS采用混合物燃烧模型。该模型假设燃烧混合控制，燃料和氧 气反应速度无限快。主要反应物和生成物的质量分数通过”状态关系”从混合物分数中得到，通过简单分析和测量的结合得到经验表达式。 3．辐射输运：辐射热传递通过求解非扩散气体的辐射输运方程得到，在有些特殊情况下采用宽 带模型。与对流输运方程一样，此方程求解也采用有限体积法。此方法使用约100个离散的角，有限体积解法需要15%的计算机CPU运行时间，对于解决复杂的热辐射传导问题这个代价是适度的。水滴可以吸收热量辐射，在包含水幕喷雾的情况下是很重要的，在所有设自动喷水灭火系统的情况下都很有用。吸收系数通过Mie理论得到。 4．几何：FDS基于直线性网格求解控制方程。所以在直接建模时，要注意所建实体区域为矩形以 适应背景网格。 5．多重网格：多网格用来描述计算中需使用多个矩形网格的。当计算区域的划分不可能只用一种矩形网格完成时可以设置多个矩形网格。 6．边界条件：所有固体表面都指定热量边界条件和燃料燃烧信息。通常，燃料属性储存在数据库 中用名称调用。表面之间的热和质量用经验公式计算，但DNS模拟时热和质量的传导可以通过计算直接得到。 安全科学技术《安全》2011年第8期 火灾动力学模型FD S(Fi r e D ynam i cs Si m ul at or)是火灾科学研究中常用的一种场模拟软件，主要应用在探测器、水喷淋和烟控系统动作情况的研究领域，能够再现各类民用以及工业建筑的火灾场景。随着FDS软件的不断发展，已经被用来解决消防工程上的实际火灾问题，为研究火灾动力学和燃烧过程基本原理提供了有力工具，在建筑消防安全评估领域，做为建筑性能化消防安全评估的重要工具，目前已广泛应用于民用建筑、工业火灾的模拟。其计算结果能否有效应用在消防安全工程领域以解决实际消防安全问题，取决于计算结果的精度。 1FDS火灾模拟的基本理论 FDS软件主要包括流体力学模型和燃烧模型，模型以网格作为最小计算单位，网格的划分直接关系到计算结果的误差，甚至影响到计算结果的正确性。因此，充分认识FDS中的网格划分问题是正确使用软件的基础。良好的网格划分能得到较精确的计算结果，而如何实现“好”的划分则并非易事。理论上 讲，网格划分越细，计算结果越精确，而一个火灾场景通常有数十万甚至数百万的网格，以及成千上万个时间步。因此，考虑到计算机的性能和对计算时间的控制，这种理论方法实践起来非常困难，只能在模型精度和计算机性能之间取平衡点，在合理的计算时间内得到合理的计算结果。 本文通过对一室内火灾在不同网格设置下进行FDS模拟，比较不同网格尺寸对计算结果的影响。 2火灾场景设置 2.1建筑的基本概况 模拟计算区域是一个4m×5.6m×3.6m （x×y×z）的办公室，带一4m×1.6m走廊，走廊两端敞开，中间开一窗户。室内主要可燃物为办公家具、书籍、纸张、电脑等，设计火灾规模为1.5M W，火源位置如图1所示。为保证燃烧所需氧气，在区域左侧开启一扇0.9m×2.0m的门，房间窗户关闭。 模拟计算时采用了以下模拟初始条件： ()气象条件：室内外空气初始温度设为℃， 网格划分对FD S火灾 模拟结果的影响分析 周庆 湖南公安消防总队科技处 【摘要】通过运用FD S分别在5种不同网格尺寸下对一办公室火灾进行数值模拟研究，通过对不同网格尺寸划分下所布测点温度及切片温度比较，探讨了不同网格划分对室内火灾模拟结果的影响。结果表明：网格尺寸对模拟结果的影响随着测试点与火源距离的增大而减小，网格尺寸缩小4倍，测量精度可提高近5%。 【关键词】FD S；消防安全；网格划分；室内火灾；切片 120 8 fds：住宅火灾模拟样本代码 &HEAD CHID='Building_A',TITLE='Residential fire A' / &PDIM XBAR0=4.9, XBAR=5.3,YBAR0=4.9,YBAR=5.3,ZBAR0=1.3,ZBAR=1.7 / &GRID IBAR=4,JBAR=4,KBAR=4 / &PDIM XBAR0=0.0, XBAR=10.0,YBAR0=0.0,YBAR=10.0,ZBAR0=0.0,ZBAR=3.0 / &GRID IBAR=64,JBAR=64,KBAR=10 / &TIME TWFIN=60.00 / &SURF ID='BLOW' ,VEL=-1.0, TMPWAL=30.0, / WIND VELOCITY 1.0m/s &MISC SURF_DEFAULT='CONCRETE' / DATABASE_DIRECTORY='c:\nist\fds\database4\database4.data / &SURF ID='CONCRETE' / &REAC ID='WOOD' FYI='Ritchie, et al., 5th IAFSS, C_3.4 H_6.2 O_2.5' SOOT_YIELD = 0.01 NU_O2 = 3.7 NU_CO2 = 3.4 NU_H2O = 3.1 MW_FUEL = 87. EPUMO2 = 11020. / &REAC ID='POLYURETHANE' FYI='C_6.3 H_7.1 N O_2.1, NFPA Handbook, Babrauskas' SOOT_YIELD = 0.10 MW_FUEL = 130.3 FUEL_N2 = 0.5 NU_CO2 = 6.3 NU_H2O = 3.55 NU_O2 = 7.025 / &SURF ID='GROUND',RGB=0.4,0.4,0.4 / &SURF ID='Roof',RGB=0.8,0.8,0.8 / &SURF ID='burner',HRRPUA=250, TAU_Q=-750. /火灾数值模拟研究FDS开题报告
火灾模拟软件FDS中的火源设定
浅析FDS火灾模拟软件及应用
fds火灾模拟软件是什么
基于FDS的电缆火灾模拟
基于FDS的沙发火灾数值模拟.
基于FDS的室内火灾模拟研究
火灾动态模拟器FDS软件介绍
网格划分对FDS火灾模拟结果的影响分析
fds：-住宅火灾模拟样本代码