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1、李胜利李胜利工程系建筑防火教研室工程系建筑防火教研室火灾具有火灾具有随机性随机性和和确定性确定性的双重性规律。的双重性规律。随机性统计分析概率论、数理统计确定性试验模拟足尺寸、缩尺寸数值模拟质量守恒、动量守恒能量守恒、化学反应规律GHACw)(wA 开口面积，m2；比表面积，通常0.120.18m2/kg。H 开口高度，m；G 燃料重量，kg；C值值0.07时为燃料控制型火灾，时为燃料控制型火灾，C值值0.07时为通风控制型火灾。时为通风控制型火灾。 火灾按通风状况的分类火灾按通风状况的分类火灾模型火灾模型（公式、方程公式、方程）求解微分方程求解微分方程编制火灾模拟软件编制火灾模拟软件建立火灾
2、场景建立火灾场景计算、整理结果计算、整理结果火灾的模拟过程火灾的模拟过程模拟类型模拟类型模拟方法模拟方法模拟工具模拟工具经验模拟经验公式经验公式半物理模拟常微分方程组区域模型物理模拟偏微分方程组场模型模拟分类模拟分类火灾模拟的应用火灾模拟的应用防火设计防火设计火因调查火因调查灭火指挥灭火指挥 火灾模拟的过程火灾模拟的过程 场景文件的格式场景文件的格式 FDS的基本命令的基本命令 FDS的网格设置的网格设置 热边界条件热边界条件 FDS的热解模型的热解模型 燃烧模型燃烧模型 计算结果的输出计算结果的输出 通风通风 粒子及其应用粒子及其应用 FDS的控制命令的控制命令 全局参数的设置全局参数的设置
3、 并行计算并行计算 建模工具建模工具FDS历史历史2000，第一版，第一版2001，第二版，第二版2002，第三版，第三版2004，第四版，第四版2007，第五版，第五版FDS用途：用途：FDS开发的目的是解决消防工程的火灾问题，同时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。它也是研究火灾动力学和燃烧的基本工具。FDS能能模拟下列现象：模拟下列现象：火灾生成热量和燃烧产物的低速输运过程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气体和固体表面的辐射及对流换热固体燃料的热解固体燃料的热解火灾蔓延和火焰传播火灾蔓延和火焰传播喷淋、感热探测器
4、和感烟探测器的启动喷淋、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喷淋系统的喷洒运动及水对火的抑制FDS假设：假设：低速流动：小于低速流动：小于0.3马赫马赫矩形网格矩形网格指定热释放速率：此时计算精度指定热释放速率：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，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辐射模型：有限容积法求解辐射方程RTE，远距离，远距离辐辐 射计算精度较差射计算精度较差一、一、FDS火灾模拟的基本过程火灾模拟的基本过程前 处 理模拟计算后 处
5、 理NotepadFDSSmokeviewExcel、Origin场景文件结果文件场景文件（输入）应包含的信息场景文件（输入）应包含的信息计算区域及网格大小计算区域及网格大小建筑的几何形状建筑的几何形状火源设置火源设置边界条件边界条件输出控制输出控制二二 、场景文件的格式、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。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。4. 参
6、数的值可为整数、浮点数、字符串和逻辑值（.TRUE.和.FALSE.）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。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。三、三、FDS的基本命令的基本命令1、HEAD命令命令（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 / （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。3、TIM
7、E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）。354xyz（0,0,0）（5,3,4）（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。（2）IJK参数设置x轴、y轴和z轴的网格数。&MESH IJK=40,30,30,
8、 XB=0,4,0,3,0,3/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 1820 24 25 27 30 32 36 40 45 48 50 54 60 64 72 75 80 81 90 96 100 108 120 125128 135 144 150 160 162 180 192 200 216 225 240 243 250 256 270 288 300 320 324 360 375 384 400405 432 450 480 486 500 512 540 576 600 625 640 648 675 720
9、729 750 768 800 810 864 900 960 972 1000 10245、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/ &OBST XB=1,2,2,2.5,0,0.5,COLOR=RED/（2）COLOR或RGB参数设置物体的颜色&OBST XB=1,2,2,2.5,0,0.5, RGB=255,0,0 /（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=
10、FIRE,INERT,INERT /顶面侧面底面INERT：默认边界条件，固定温度20。思考：思考：INERT边界条件如何导热？边界条件如何导热？&OBST XB=2,4,1,4,0,2,SURF_ID6=FIRE,INERT,HOT ,COLD,BLOW,INERT/2x4x1y4y0z2z（4）TRANSPARENCY参数设置物体的透明度，该参数的范围：01。0表示完全透明，1不透明。该参数必须和颜色参数共同使用。&OBST XB=1,2,2,3,0,1 COLOR=BRICK TRANSPARENCY=0.5/注：物体的坐标要同网格相匹配。注：物体的坐标要同网格相匹配。&HEAD CHI
11、D=test, TITLE=教学示例场景文件教学示例场景文件 /&MESH IJK=8,6,6, XB=0,4,0,3,0,3/&TIME T_END=0/模拟时间模拟时间&SURF ID=FIRE HRRPUA=1000/&OBST XB=1,2,1,2,0,0.25, SURF_ID=FIRE /&VENT XB=2,3,0,0,0,2,SURF_ID=OPEN/&TAIL /6、火源设置、火源设置SURF命令中的命令中的HRRPUA参数用于设置火源，参数用于设置火源，其单位为其单位为KW/m2。&SURF ID=FIRE HRRPUA=1000/&OBST XB =1,2,1.5,2.5
12、,0,0.5, SURF_IDS =FIRE,INERT,INERT/热释放速率受通风条件的影响热释放速率受通风条件的影响变化热释放速率的设置变化热释放速率的设置&SURF ID=FIRE,HRRPUA=1000, RAMP_Q=fireramp /&RAMP ID=fireramp, T= 0.0, F=0.0 /&RAMP ID=fireramp, T= 5.0, F=1.0 /2tQ7、MULT 命令：重复创建物体命令：重复创建物体（1）DX、DY、DZ参数参数 分别表示分别表示X、Y、Z轴的偏移量轴的偏移量（2）N_LOWER、N_UPPER参数参数 重复创建物体的个数重复创建物体的个
13、数注：需和注：需和OBST配合使用。配合使用。&MULT ID=stair,DX=0.1,DZ=0.1 N_LOWER=0 N_UPPER=15/&OBST XB=1.0,1.1,1,2,0.0,0.1 MULT_ID=stair COLOR=BLUE/（3）DXB参数：同时设置参数：同时设置3个坐标的个坐标的偏移量，请自行分析和练习。偏移量，请自行分析和练习。8、HOLE 命令：删除物体命令：删除物体OBST的一部分的一部分（1）XB参数表示需要删除的部分；参数表示需要删除的部分；&OBST XB=2.0,2.2,0,3,0.0,3.0,COLOR=GREEN/&HOLE XB=2.0,2.
14、2,0.3,1.3,0,2.1/技术手册建议：技术手册建议：&OBST XB=2.0 ,2.2 ,0,3,0.0,3.0,COLOR=GREEN/&HOLE XB=1.99,2.21,0.3,1.3,0,2.1/（2）HOLE命令只能用于内部物体，不能用命令只能用于内部物体，不能用于于MESH命令形成的外部边界。命令形成的外部边界。9、VENT 命令命令&VENT XB=2,3,0,0,0,2,SURF_ID=OPEN/（1）VENT表示一个平面，因此表示一个平面，因此XB中坐标有中坐标有一个轴是相同的。一个轴是相同的。（2）VENT必须设置在必须设置在OBST或或MESH语句设置语句设置的计
15、算区域外边界上。的计算区域外边界上。（4）若整个外表面要打开，可采用）若整个外表面要打开，可采用MB参数。参数。（3）表示自然通风时）表示自然通风时OPEN只能用于边界。只能用于边界。&MESH IJK=20,15,15, XB=0,4,0,3,0,3/&VENT XB=0,4,0,0,0,3,SURF_ID=OPEN/相当于：相当于：&VENT MB=YMIN/&VENT MB=XMIN, SURF_ID=OPEN/&VENT MB=XMAX,SURF_ID=OPEN/&VENT MB=YMIN, SURF_ID=OPEN/&VENT MB=YMAX,SURF_ID=OPEN/&VENT M
16、B=ZMAX,SURF_ID=OPEN/WFDS（5）VENT不局限于设置通风口，具体含义取决于不局限于设置通风口，具体含义取决于SURF_ID。&SURF ID=FIRE HRRPUA=1000/&OBST XB =1,2,1.5,2.5,0,0.5, SURF_IDS =FIRE,INERT,INERT/等同于等同于&SURF ID=FIRE HRRPUA=1000/&VENT XB=1,2,1.5,2.5,0,0,SURF_ID =FIRE/四、四、FDS的网格设置的网格设置1.影响计算时间的因素计算机性能（CPU、RAM等）火灾场景网格数量火灾荷载建筑布局模拟时间模拟计算机：双CPU(
17、3.6GHz)，内存：4G局部加密28.31552.560档烟垂壁12.33002.448.5地下商场t2火1.99002410.8中庭火灾21.137010125.6地铁杨思站t2火29.33702191.4t2火189.272825184.3体育馆t2火117.29008184.3体育馆备备 注注运行时间运行时间/h模拟时间模拟时间/sHRRHRR/MW/MW网格数网格数/ /万万名名 称称地铁北京站2.网格与计算精度的关系ISO9505火灾试验火灾试验获得的HRR曲线试验装置FDS模型随着网格尺寸减小，热释放速率增加Back-Tray case随着网格尺寸减小，热释放速率减小.Back-
18、Tray case数值计算误差数值计算误差数值模型总是实际问题的简化和近似，因此数学数值模型总是实际问题的简化和近似，因此数学模型本身包含误差，称为模型本身包含误差，称为模型误差模型误差。数值方法准确解与模型的准确解之间的误差称为数值方法准确解与模型的准确解之间的误差称为截断误差截断误差。)()()()(2)()()()(00200000 xRxxnxfxxxfxxxfxfxfnnn ！在网格节点上，离散方程的精确解与该点上相应微分在网格节点上，离散方程的精确解与该点上相应微分方程的精确解之间的误差，称为方程的精确解之间的误差，称为离散误差离散误差。 截断误差的阶数越高，网格尺寸越小，离散误差
19、截断误差的阶数越高，网格尺寸越小，离散误差越小。越小。由于计算机浮点数表示方法的限制，存在舍入误差。由于计算机浮点数表示方法的限制，存在舍入误差。 如：单精度数如：单精度数7位有效数字，双精度数位有效数字，双精度数16位。位。结论：网格越密，虽然离散误差越小，但由于计算次结论：网格越密，虽然离散误差越小，但由于计算次数剧增导致舍入误差增大，数剧增导致舍入误差增大，“吃掉吃掉”了离散误差的减了离散误差的减小小热释放速率计算结果收敛 Back-Tray case模拟结果与试验结果比较3.网格的设置方法不同输出变量对网格要求不同由粗到细逐步加密网格，直至两次结果变化不大网格大小具体设置方法为：52)
20、(gTcQDP164xD（建议取810）要设置网格较多时可局部加密网格（自学）8 . 929310141 . 1gTcp52)(gTcQDP10 xD 热边界条件热边界条件热边界条件的设置是一项最具挑战性的工作。热边界条件的设置是一项最具挑战性的工作。 Why？(1)材料的热物理性能对模拟结果非常敏感；材料的热物理性能对模拟结果非常敏感；(2)许多材料的热物理参数并不清楚；许多材料的热物理参数并不清楚；(3) 即使所有材料的热物性参数都知道，由于即使所有材料的热物性参数都知道，由于FDS模模型本身的算法及网格数的限制，也不可能模拟所有感型本身的算法及网格数的限制，也不可能模拟所有感兴趣的形象。
21、兴趣的形象。1.热物性参数热物性参数p 密度（密度（density）p导热系数（导热系数（conductivity）p比热（比热（specific heat ）通过通过 MATL 命令设置热物性系数：命令设置热物性系数：&MATL ID = BRICK CONDUCTIVITY = 0.69 SPECIFIC_HEAT = 0.84 DENSITY = 1600. /CONDUCTIVITY 和和 SPECIFIC_HEAT 可以设置为温可以设置为温度的函数：度的函数：&MATL ID = BRICK CONDUCTIVITY_RAMP= c_ramp SPECIFIC_HEAT = 0.84
22、 DENSITY = 1600. /&RAMP ID=c_ramp,T=20 ,F=1.00&RAMP ID=c_ramp,T=50 ,F=1.05&RAMP ID=c_ramp,T=100,F=1.21&RAMP ID=c_ramp,T=200,F=1.33&RAMP ID=c_ramp,T=500,F=1.332.物体的简单热边界条件物体的简单热边界条件&MATL ID = BRICK /&SURF ID = BRICK WALL MATL_ID = BRICK THICKNESS = 0.20 /&OBST XB=0.1, 5.0, 1.0, 1.2, 0.0, 1.0, SURF_ID
23、=BRICK WALL /3.物体的复杂热边界条件物体的复杂热边界条件固体的边界可由多层（固体的边界可由多层（layer）组成组成, 每层每层 可由多种可由多种材料（材料（material）组成组成.MATL(IL,IC) 参数参数:命令中命令中IL层的索引值层的索引值,由由1开始开始(最外边界最外边界);IC材料的索引值。材料的索引值。&MATL ID = BRICK /砖砖&MATL ID = MORTAR /砂浆砂浆&SURF ID = BRICK WALL MATL_ID (1,1)= MORTAR MATL_ID (2,1)= BRICK THICKNESS(1) = 0.02 TH
24、ICKNESS(2)= 0.18/&OBST XB=0.1, 5.0, 1.0, 1.2, 0.0, 1.0, SURF_ID=BRICK WALL /若层只有一种材料组成若层只有一种材料组成: MATL_ID = MORTAR, BRICK THICKNESS = 0.02, 0.18/&MATL ID = SAND /砂子砂子&MATL ID = CEMENT /水泥石水泥石&SURF ID = BRICK WALL MATL_ID (1,1)= SAND MATL_ID (1,2)= CEMENT or : MATL_ID (1,1:2)= SAND, CEMENT MATL_MASS_
25、FRACTION(1,1:2)=0.8,0.2 MATL_ID (2,1)= BRICK THICKNESS(1:2)= 0.02,0.18/4.物体背面（物体背面（back side）的边界条件）的边界条件&SURF MATL_ID = MORTAR, BRICK THICKNESS = 0.02, 0.18 BACKING=VOID /向大气层导热（默认值）向大气层导热（默认值）若墙体厚度小于等于网格尺寸：若墙体厚度小于等于网格尺寸：BACKING=EXPOSED/向对面房间导热向对面房间导热BACKING=INSULATED/不导热不导热 FDS的热解模型的热解模型固体的燃烧过程固体的燃
26、烧过程1.指定热释放速率的火灾指定热释放速率的火灾 &SURF ID=FIRE HRRPUA=2000/&VENT XB=1,2,1,2,0,0,SURF_ID=FIRE/注：火源相当于物体表面向外喷射气体燃料。注：火源相当于物体表面向外喷射气体燃料。思考：思考：小房间开一小通风口，热释放速率极大，小房间开一小通风口，热释放速率极大，会出现何种现象？会出现何种现象？（1）稳定热释放速率）稳定热释放速率（2）变化热释放速率）变化热释放速率一般用RAMP_Q 参数和RAMP命令 t2火用TAU_Q参数（负号表示t2火）2tQ Q （3）环状扩散火）环状扩散火采用采用VENT命令模拟：命令模拟：XY
27、Z火源的起始位置火源的起始位置SPREAD_RATE 扩散速度，扩散速度，m/s&SURF ID = FIREHRRPUA = 500.0RAMP_Q = fireramp/&RAMP ID = fireramp , T = 0.0 , F = 0.0 /&RAMP ID = fireramp , T= 1.0 , F=1.0 /&RAMP ID = fireramp , T=30.0 , F=1.0 /&RAMP ID = fireramp , T=31.0 , F=0.0 /&VENT XB = 0.0 , 5.0 , 1.5 , 9.5 , 0.0 , 0.0SURF_ID = FIRE
28、 XYZ = 1.5 , 4.0 , 0.0SPREAD_RATE = 0.03 /（4）着火条件的设置）着火条件的设置&MATL ID = stuff CONDUCTIVITY = 0.1 SPECIFIC_HEAT = 1.0 DENSITY = 900.0 /&SURF ID = my surface MATL_ID = stuff HRRPUA = 1000. IGNITION_TEMPERATURE = 500. HEAT_OF_VAPORIZATION = 1000. THICKNESS = 0.01 /思考：锥形量热仪测出的热释放速率如何应用在思考：锥形量热仪测出的热释放速率如何
29、应用在 FDS中？中？2.自由燃烧的火灾自由燃烧的火灾燃料的热解参数通过燃料的热解参数通过 MATL 命令设置命令设置.燃料可能经历多种反应，各反应的温度并不相同燃料可能经历多种反应，各反应的温度并不相同. N_REACTIONS 反应数反应数REFERENCE_TEMPERATURE 参考温度参考温度（1）固体热解）固体热解参考温度并非燃料的点燃温度参考温度并非燃料的点燃温度reference temperature每种反应会生成残留物每种反应会生成残留物 , 水蒸气和可燃性气体。水蒸气和可燃性气体。NU_RESIDUE(j) 残留物的比例残留物的比例NU_WATER(j) 水蒸气的比例水蒸
30、气的比例NU_FUEL(j) 可燃气体的比例可燃气体的比例RESIDUE (j) 残留物的性质残留物的性质(MATL_ID)注注: 理论上理论上, 反应应符合质量守恒定律，即反应生反应应符合质量守恒定律，即反应生成物的比例之和应为成物的比例之和应为1.&MATL ID = stuffDENSITY，CONDUCTIVITY，SPECIFIC_HEAT N_REACTIONS = 1 REFERENCE_TEMPERATURE = 300. NU_FUEL = 0.8 NU_RESIDUE = 0.2 RESIDUE = ash HEAT_OF_REACTION = 1000. HEAT_OF_
31、COMBUSION =24000/&MATL ID = ash DENSITY = 500. CONDUCTIVITY = 0.20 SPECIFIC_HEAT = 1.0 /（2）液体蒸发）液体蒸发&MATL ID = ETHANOL LIQUID NU_FUEL = 0.97 HEAT_OF_REACTION = 880. CONDUCTIVITY = 0.17 SPECIFIC_HEAT = 2.45 DENSITY = 787. BOILING_TEMPERATURE = 76. INITIAL_VAPOR_FLUX =8e-4. ABSORPTION_COEFFICIENT = 40
32、./BOILING_TEMPERATURE液体燃料的蒸发温度液体燃料的蒸发温度INITIAL_VAPOR_FLUX液体燃料的初始蒸发值液体燃料的初始蒸发值ABSORPTION_COEFFICIENT热辐射的吸收系数热辐射的吸收系数3.燃料的视觉消失燃料的视觉消失 (BURN_AWAY)&SURF , BURN_AWAY=.TRUE./若若BURN_AWAY 设置为设置为TRUE, 物体的边界条件物体的边界条件只能通过只能通过SURF_ID设定，不能采用设定，不能采用SURF_IDS及及SURF_ID6设定。设定。&MATL ID = FOAM N_REACTIONS = 1 NU_FUEL =
33、 1. REFERENCE_TEMPERATURE= 350. HEAT_OF_COMBUSION =24000 /&SURF ID = FOAM SLAB MATL_ID = FOAM THICKNESS = 0.05 BURN_AWAY = .TRUE. /&OBST XB=1,2,1,2,0.1,0.3,SURF_ID=FOAM LAB/自由燃烧的火灾自由燃烧的火灾&MATL ID = FOAM CONDUCTIVITY = 0.2 SPECIFIC_HEAT = 1.0 DENSITY = 20. /&SURF ID = FOAM SLAB MATL_ID = FOAM HRRPUA
34、= 500 IGNITION_TEMPERATURE = 300 THICKNESS = 0.05 BURN_AWAY = .TRUE. /指定热释放速率的火灾指定热释放速率的火灾 燃烧模型燃烧模型尽管尽管FDS火灾模拟中可以设置多种可燃物，但仅有一种火灾模拟中可以设置多种可燃物，但仅有一种气体燃料参与燃烧。原因是为了节省计算机的模拟时间气体燃料参与燃烧。原因是为了节省计算机的模拟时间默认的气体燃料是丙烷，而其它气体的燃烧率默认的气体燃料是丙烷，而其它气体的燃烧率FDS会会自动调整为默认气体的燃烧率。自动调整为默认气体的燃烧率。若通过若通过HRRPUA设置火源的热释放速率，使用者不设置火源的热
35、释放速率，使用者不需要设置任何燃烧模型参数（需要设置任何燃烧模型参数（REAC）。）。1.REAC 命令命令OtherHNvSootCOOHCOOOtherNOHCOtherHNsootCOOHCOOwvzyx2222222222C、H、O、N、OTHER：化学公式：化学公式MW_OTHER：OTHER的摩尔质量的摩尔质量SOOT_YIELD：烟气生产量：烟气生产量.(默认值默认值 0.01)CO_YIELD：一氧化碳的生产量：一氧化碳的生产量.(默认值默认值 0.0)OtherHNvSootCOOHCOOOtherNOHCOtherHNsootCOOHCOOwvzyx2222222222C、
36、H、O、N、OTHER：化学公式：化学公式OtherHNvSootCOOHCOOOtherNOHCOtherHNsootCOOHCOOwvzyx2222222222MW_OTHER：OTHER的摩尔质量的摩尔质量C、H、O、N、OTHER：化学公式：化学公式OtherHNvSootCOOHCOOOtherNOHCOtherHNsootCOOHCOOwvzyx2222222222MW_OTHER：OTHER的摩尔质量的摩尔质量C、H、O、N、OTHER：化学公式：化学公式OtherHNvSootCOOHCOOOtherNOHCOtherHNsootCOOHCOOwvzyx2222222222MW
37、_OTHER：OTHER的摩尔质量的摩尔质量C、H、O、N、OTHER：化学公式：化学公式OtherHNvSootCOOHCOOOtherNOHCOtherHNsootCOOHCOOwvzyx2222222222燃烧产物的生产量燃烧产物的生产量2. CO 生成生成（1）若模拟的场景为）若模拟的场景为燃料控制型火灾燃料控制型火灾, 激活一氧化碳的激活一氧化碳的 生成算法的意义不大。生成算法的意义不大。&MISC CO_PRODUCTION = .TRUE. /（2）对于）对于燃料控制型火灾燃料控制型火灾，应该指定反应的，应该指定反应的CO_YIELD值进行火灾模拟。值进行火灾模拟。3. 其它气体
38、种类模拟其它气体种类模拟 :SPEC 命令命令FDS可模拟气体（可模拟气体（23种）种） FDS计算结果的输出计算结果的输出FDS输出输出Plot3d文件的显示文件的显示1.点量的输出点量的输出: DEVC 命令命令&DEVC XYZ =3.5,0.5,1.5 ID =temp QUANTITY=TEMPERATURE/XYZ : 测点的位置测点的位置QUANTITY : 变量名变量名结果输出到结果输出到 casename_devc.csv文件中文件中2.云图动画云图动画: SLCF 命令命令&SLCF XB=0,4,1.5,1.5,0,3, QUANTITY=TEMPERATURE/PBX,
39、PBY,PBZ : 平面平面 x=,y=,z=VECTOR : 是否输出变量的矢量是否输出变量的矢量3.等值面动画等值面动画 : ISOF 命令命令&ISOF QUANTITY=TEMPERATURE VALUE(1)=50. VALUE(2)=200. VALUE(3)=500./常用输出量常用输出量输出量（QUANTITY） 单位适用命令TEMPERATURED、I、P、SvisibilitymD、I、P、Soxygenmol/molD、I、P、Scarbon dioxidemol/molD、I、P、Scarbon monoxidemol/molD、I、P、S 通风（通风（Ventilat
40、ion ）1、机械通风通过、机械通风通过SURF命令的命令的VEL参数参数风速的单位为风速的单位为m/s若若VEL为正值为正值, 由计算区域向外抽风由计算区域向外抽风若若VEL为负值为负值, 向计算区域送风向计算区域送风&SURF ID=fan1,VEL=-1.0/&VENT XB=3,3.2,0,0,2.8,3,SURF_ID=fan12、若已知风机的体积流量，则采用、若已知风机的体积流量，则采用SURF命令的命令的VOLUME_FLUX 参数参数 （m3/s）&SURF ID=fan2,VOLUME_FLUX=-6.0/&VENT XB=3,3.2,0,0,2.8,3,SURF_ID=fa
41、n13、可以采用、可以采用SURF命令的命令的TMP_FRONT 参数设参数设置空气的温度。置空气的温度。ex：试模拟排烟过程中的：试模拟排烟过程中的“抽漏现象抽漏现象” 拉格朗日粒子及其应用拉格朗日粒子及其应用1.粒子的属性粒子的属性: PART 命令命令DENSITY : 默认值默认值 1000kg/m3SPECIFIC_HEAT : 默认值默认值 4.184kj/kg/KHEAT_OF_VAPORIZATION :默认值默认值2259kj/kg(1) 粒子的热物理属性粒子的热物理属性H_V_REFERENCE_TEMPERATURE :汽化温度汽化温度&PART WATER=.TRUE.
42、/DIAMETER : 平均直径平均直径 ,默认值默认值500m,分布如下分布如下:)(1)(121)(693. 002)/ln(22mdddmddddeddddeddFmmGAMMA_D : 值越大值越大, 粒子直径的离散度越小，即粒子直径的离散度越小，即越接近平均值。越接近平均值。(2)粒子尺寸粒子尺寸MINIMUM_DIAMETER、 MAXIMUM_DIAMETERCOLOR : 默认情况下为单一颜色默认情况下为单一颜色, 水粒子为蓝色水粒子为蓝色 ，燃，燃料粒子为黄色，其它粒子为黑色。料粒子为黄色，其它粒子为黑色。QUANTITIES : 粒子颜色可以随下列因素变化：粒子颜色可以随下
43、列因素变化：DROPLET_TEMPERATURE( C)DROPLET_DIAMETER (m)DROPLET_VELOCITY(m/s)DROPLET_MASS(kg)DROPLET_AGE (s)(3)粒子颜色粒子颜色(4)粒子数量控制及存在时间粒子数量控制及存在时间DT_INSERT : 粒子的喷射间隔（默认值粒子的喷射间隔（默认值0.01s）AGE : 粒子的存在时间（默认值粒子的存在时间（默认值100000s）&PART ID=drops, QUANTITIES(1:2)=DROPLET_DIAMETER,DROPLET_TEMPERATURE/(1)喷头动作原理喷头动作原理uRT
44、ICTTRTICTTRTIudtdTmllgl2)()(Tl 敏感元件温度敏感元件温度Tg气体温度气体温度Tm喷头托架温度喷头托架温度C26106K/(m/s)0.52. 水喷淋模拟水喷淋模拟(2) 模拟喷淋命令模拟喷淋命令&PROP ID=splkQUANTITY=SPRINKLER LINK TEMPERATURE, RTI=150, C_FACTOR=0.7,ACTIVATION_TEMPERATURE=68, DROPLETS_PER_SECOND=5000,FLOW_RATE=200,DROPLET_VELOCITY=5, PART_ID=water drops,SPRAY_ANGL
45、E=30,80/&DEVC ID=Spr8, XYZ=2.0,1.5,2.8, PROP_ID= splk /SPRAY_ANGLE=30,80SPRAY_ANGLE=30,80(3) 管径水压的影响管径水压的影响 &PROP ID=My nozzlePART_ID=water dropsFLOW_RATE=0.9DROPLET_VELOCITY=15.0OPERATING_PRESSURE = 10.0PRESSURE_RAMP = PR1 /&RAMP ID = PR1 T = 1, F = 16.0 /&RAMP ID = PR1 T = 2, F = 10.0 /&RAMP ID =
46、PR1 T = 3, F = 8.0 /启动喷头个数启动喷头个数管径水压管径水压pKmw (4)水对火灾的抑制作用水对火灾的抑制作用 若固体或液体燃料通过若固体或液体燃料通过MATL命令设置了反应参命令设置了反应参数，则不需设置水对燃料的抑制参数。数，则不需设置水对燃料的抑制参数。 若火源是通过若火源是通过HRRPUA参数设置，其实设置的是参数设置，其实设置的是气体燃料的喷射率，因此需要水对燃料的抑制参数。气体燃料的喷射率，因此需要水对燃料的抑制参数。 根据试验，燃料的损失率可表示为根据试验，燃料的损失率可表示为: dttkffetmtm)(0 ,)()()(_)(tmTCOEFFICIENE
47、tkw 式中式中E_COEFFICIENT 参数通过参数通过SURF命令设置。命令设置。3. 示踪粒子示踪粒子&PART ID = TRACER MASSLESS = .TRUE./&SURF ID = fire HRRPUA = 1000 PART_ID = TRACER/&VENT XB = 0.5 0.6 0.5 0.6 0 0 SURF_ID = fire/4. 燃料粒子燃料粒子&PART ID = PROPANE_DROPLETS FUEL = .TRUE. DENSITY = 600 COLOR = BLUE HEAT_OF_VAPORIZATION = 430. SPECIFIC
48、_HEAT = 1.37 HEAT_OF_COMBUSTION = 46460. VAPORIZATION_TEMPERATURE = -42. MELTING_TEMPERATURE = -80 DRAG_LAW = CYLINDER/&PROP ID = NOZZLE PART_ID = PROPANE_DROPLETS FLOW_RATE = 2 DROPLET_VELOCITY = 2/ &DEVC ID = NOZZLE_1 XYZ = 2 , 2 , 1 PROP_ID = NOZZLE ORIENTATION = 0 , 0 , 1 QUANTITY = TIME SETPOIN
49、T = 0. / FDS的控制命令的控制命令1、隐含控制、隐含控制喷头启动、探测器启动喷头启动、探测器启动2、FDS的停止与运行的停止与运行 强行终止强行终止 手动停止（修改后重新运行）手动停止（修改后重新运行） 控制停止控制停止 使用控制命令使用控制命令FDS 暂停和重新开始计算暂停和重新开始计算(1) 暂停方法暂停方法在在FDS输出文件目录下放置输出文件目录下放置CHID.stop 文件，该文件，该文件只需文件名，可以为空文件。文件只需文件名，可以为空文件。FDS发现发现CHID.stop后后 ，生成一个，生成一个 CHID.restart 文件并退出计算。文件并退出计算。(2) 重新开始
50、计算方法重新开始计算方法删除删除 CHID.stop 文件文件在在FDS场景文件中增加场景文件中增加 &MISC RESTART=.TRUE./(3) 自动生成恢复文件自动生成恢复文件&DUMP DT_RESTART=30/&OBST XB=0,4,0,0.1,0,3,COLOR=STEEL BLUE/&HOLE XB=0.5,1.5,-0.01,0.11,0,2/&DEVC ID=TT,QUANTITY=TEMPERATURE XYZ=3.0,0.3,2.5 SETPOINT=50,INITIAL_STATE=.FALSE./&HOLE XB=2.5,3.5,-0.01,0.11,1,2.5