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火灾模拟软件FDS的学习心得

1. FDS的启动FDS4:FDS4<CHID.dataFDS5:FDS5 CHID.fds2. FDS中的具体命令行:SURF ID 和SURF_ID、MATL ID 和MATL_ID的区别:SURF ID :是属性行SURF_ID:是obstruction和vent等的引用行(通过此行给obstruction和vent添加属性)3.FDS中的RESTARTA。

在输出文件家中添加CHID.stop文件可以在该文件夹中产生.restart的文件,有这个文件并在input文件中的 &MISC RESTART=.TURE就可以在停掉FDS后接着原来的时间继续往下算。

B。

在 &DUMP DT_RESTART=N 可以在断电或是stop文件之后自动按照ns的时间来自动保存restart文件,所以,再通过&MISC RESTART=.TURE就可以在停掉FDS后接着原来的时间继续往下算。

FDS5 介绍第一章导言FDS解决了数控一种形式的纳维尔-斯托克斯方程适合低速,热驱动流与重点烟雾和热量传递,从火灾。

制订该方程和数值算法是包含格式技术参考指南[ 1 ] 。

Smokeview是一个独立的可视化程序,是用来显示的结果是一个格式模拟。

详细说明 Smokeview被发现在该用户的指南Smokeview第5 版[ 2 ] 。

1.1FDS的特点第一个版本的FDS已经开始公开发表在2000年2 月。

至目前为止,该模型大约有一半已用于设计的烟雾处理系统和自动喷水灭火/探测器活化研究。

另一半则包括住宅及工业消防重建。

在其整个发展,FDS 已着眼于解决现实的问题,消防火灾防护工程,而在同一时间内提供一种工具来学习基本的消防动力学和燃烧。

水动力模型FDS解决了数控一种形式的纳维尔-斯托克斯方程适合低速、热驱动流,重点是火灾中烟雾和热量传递。

核心算法是一个明确的预测校正计划,在空间和时间的二阶精度。

用司马格林斯基形式的大涡模拟(组)来对待动荡。

如果基本数值网格是好的,直接履行数值模拟(域名系统)是可能的。

les 是默认的运作模式。

燃烧模型大多数应用,FDS采用单步化学反应,其反应产物都被跟踪,通过双参数混合分数模型。

该混合物分数是一个守恒标量,即质量分数为一人或多人组成的气体在某一特定点,在流场。

默认情况下,两部分组成的混合物分数是明确计算出来的。

首先是未燃燃料质量分数,第二个是烧燃料的质量分数(即大规模的燃烧产物源自燃料)。

两个步骤的化学反应,以三参数混合分数分解,也可用于第一步氧化燃料,一氧化碳和第二步氧化一氧化碳为二氧化碳。

3 个混合分数成分为二步反应是未燃燃料,大量的燃料,已完成第一反应步骤,和群众的燃料,已经完成了第二个反应步骤。

质量分数所有的主要反应物和产品,可以来自于混合物分数的参数手段"国与国关系" 。

最后,多步有限速率模型也已同步发行。

辐射输运辐射传热包含在模型中,通过解决灰色气体的辐射传导方程,而且在某些有限的情况下使用宽带的模式。

方程求解采用相同的技术,以有限体积法对流运输,因而称之为赋予它是有限体积法(有限体积法)。

用大约100个离散的角度,求解大约需要20%的总计算时间的计算,一个温和的成本鉴于辐射传热问题的复杂性。

吸收系数的气-烟尘混合物计算使用辐射的窄带模式。

液滴能吸收和散射热辐射。

这是很重要的是包括喷雾洒水器,而且在所有喷洒案例中也发挥了作用。

吸收和散射系数,是根据米氏理论。

几何格式FDS就纵横网格逼近方形。

矩形障碍物,被迫要符合基本的网格。

多重网格这是一个词,用来形容使用一个以上的矩形网格中的计算方法。

这是有可能的描述不止一个矩形网格来计算的情况下,计算域不会轻易嵌入在一个单一的网格。

并行处理多台电脑运行一个FDS计算是有可能的,通过信息传递界面(MPI)。

详情可参阅在第3.1.2 。

边界条件所有固体表面指派热边界条件,再加上有关燃烧特性的物质。

热和物质,在固体表面的传输通常是作为与实证相关的处理,虽然当进行直接数值模拟(DNS)时,直接计算传热传质是可能的。

1.2 在 FDS5 中什么是新的?FDS5 在其处理固体边界和气相燃烧上不同于以往版本。

其中较重要的变化是:多步燃烧先前版本FDS已假定只有一个气相反应。

现在,多步反应计划,可来形容局部熄灭,CO 的产生,在其他不同的现象中。

最重要的改进,以燃烧模型是一个更准确的热释放率的计算,以及更有效地处理局部火焰熄灭。

物质层以往版本的FDS已假定坚实的界限,构成一个单一的同质层。

现在,固体分界,可以仿照多层次的材料,每个材料经可通过一个新的名称组MATL确定。

这一变化使过去的输入档案已经过时。

命令行格式FDS仍然在命令行下运行,但比以前的版本语法略有不同。

见第3节详情。

数据库先前版本的FDS用一个单独的"数据库"的文件存储材料和反应参数值。

此档案已不再可用,而现在所有的参数必须在输入文件中指定。

设备描述的方法,用来形容一种装置和/或传感器(洒水,热探测器,热电偶等)发生了变化。

确定装置及其性能,见11.1。

任何装置可以用来控制喷洒活动,并建立和移动开口或障碍。

洒水器以前版本的外部喷洒档案已不再使用。

所有资料洒水器及其他消防特定器件在输入文件中转达。

洒水器,现在的定义用新的方法来形容装置如上所述。

见第11.1获取更多信息。

控制功能一个输入参数的新组用来描述控制喷洒活动的功能,创造和移动的开口或障碍,并执行代码(终止或打开再启动文件)。

见第11.5 详情。

数值网格先前版本的FDS使用单独的输入组,以界定数值网格和计算域。

现在,两个小组已经合并成一个单一的,简化的网格名单组MESH。

名单组PDIM 和GRID 不再在输入文件使用。

见第6.3作更详细的描述。

压力区这是有可能的,在FDS5 中表示计算域中的个别区域,以获得不同的环境的背景压力,用于计算泄漏量,风机曲线等等。

见第8.3节以获取更多信息。

叠加效应和大气分层情况已有所改善,以更好地描述分层的大气和因高层建筑内外的温度差而导致的空气运动。

绝热表面温度一个新的输出值已被添加,以方便使用FDS的输出热学和力学有限元模型。

见第8.2.2 获取更多信息。

开发,销售及正式用户支持从FDS5 ,开放源代码的开发环境被用作配置管理(编号归档,修改跟踪,缺陷修复,用户建议等)。

见2.1 节以获取更多信息。

FDS核查和验证引导入手,FDS5 ,更多的重点放在了维持持久收藏的核查和验证的个案。

这样就提高了质量,每个格式更新和公布,作为一种标准测试套件现在将被用来购买保险,即作出修改的源代码不会降解格式输出。

这还为用户提供了一个标准的数据集,以核实自己的安装格式,并比较结果表明,FDS,是不是又回到他们的制度,以公布数据。

第二章开始2.1 如何获得FDS/fds2.2 计算机硬件要求FDS需要一个快速CPU和大量的随机存取记忆体(内存),运行效率。

最起码的规格,系统应该有1 千兆赫处理器,并至少有512M内存。

CPU的速度将决定维持多久计算将采取哪些整理,而量的内存,将决定有多少网格能支持在记忆体。

大硬盘是需要储存的产量计算。

这是不寻常的输出一个单一的计算,以消费超过1 G的储存空间。

大部分的电脑在过去数年购买的已足以运行smokeview与买者更多的记忆体(内存),应购买使内存大小高达至少512。

这是使计算机能够显示出结果,没有"交换"到磁盘。

为smokeview这一点也很重要取得一个快速的图形卡,为个人电脑用显示器的结果,该格式运算。

多网格计算,MPI版本的FDS将超过标准100Mbps 的网络。

千兆或千兆网络,将进一步减少延迟,提高数据传输速率之间的节点。

2.3 OS和软件需求FDS并行对于那些希望运行并行FDS的,,将用于FDS计算的每一台网络里的电脑必须安装MPI(消息传递接口)。

安装MPI的资料在不同的电脑平台,在FDS网站给出。

看发展了的网站获取更多的信息。

第三章运行FDS3.1 开始FDS计算FDS可以从命令行提示运行,或用第三方的图形用户界面(GUI )。

下面讨论中,假设FDS从命令提示符开始运行。

FDS可以运行在一个单一的电脑,只用一个CPU ,或可运行在多台计算机,并采用多处理器。

对于任何操作系统上,有两种格式可执行文件。

单处理器的可执行文件,FDS#. exe文件。

并行可执行程序是所谓的FDS#_mpi.exe 。

字母"MPI" ,标示消息传递接口(电喷),将在下面讨论。

微软视窗打开一个命令提示符窗口,改变目录("cd" )到放置输入文件的位置,然后运行代码键入命令提示fds5 job_name.fds字符串job_name 通常是在输入文件CHID 中指定。

建议输入文件名称和CHID 一样,使所有的文件与某个特定的计算有一致的名称。

模拟进展自动在屏幕上给出。

详细的信息,自动发给一个文件chid.out , chid是一个字符串,通常是与job_name 一样的,在输入文件指定。

屏幕输出可以重定向到一个文件,通过可选的命令fds5 job_name.fds > job_name.err3.1.2 开始FDS计算(多处理器版)利用多个处理器和多个内存( ram )跨网络运行FDS,比跑单处理器版本困难。

更重要的是需要的用户,使联系机器尽可能地无缝。

这涉及到在每台机器上对某一特定用户创建账户,共享目录,提高网络速度,使每部机器知悉之间的细节等,一些由并行处理软件应付,其他的则不是。

毫无疑问,在未来几年内这一过程将简化,但就目前而言,并行处理技术是仍相对较新,并需要更多的专业知识,在理解这两个操作系统与给定的电脑的网络连接。

FDS使用MPI(消息传递接口) [ 3 ] ,让多台计算机上运行一个单一的FDS的工作。

其实,这项工作,必须划分成多个网格,处理器指定运算各个网格。

每个处理器执行一个FDS 工作(称为一个线程),MPI 负责网格信息的传输。

也有不同的方法实现MPI,很像有不同FORTRAN 和c 编译器。

每项执行基本上是一个调用FDS 子程序的图书馆,传输数据从一个线程到另一个横跨快速网络。

格式的子程序称呼已得到广泛接受,在社会上让不同的厂商和组织自由发展更好的软件,同时工作在一个开放的框架。

FDS 执行的方法,取决于它实施的MPI 如何安装。

在NIST 的并行版本的格式,是目前运行于windows电脑连接局域网(局域网, 100 mbps )的,或者对某一集群Linux的个人电脑联系在一起的一个专用,快速( 1000 mbps )的网络。

WINDOWS电脑使用mpich2 ,免费实施MPI的,由美国阿贡国家实验室。

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