FDS 入门教程
消防啦 2009-05-17 23:22 阅读990 评论7
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1. 运行 FDS
在 dos 下,进入输入文件 job_name 所在的目录,然后键入以下命令即可:
fds4 < job_name.data
2. FDS 命令行格式
1.以“&”开头,以“/ ”结尾。
2.每一行都由一个命令标识字符串后跟一些参数构成
如:
&PDIM XBAR0=-.30, XBAR=0.30, YBAR0=-.30, YBAR=0.30 , ZBAR=1.2 /
一:描述初始条件
1.HEAD 定义输入输出文件名
格式:&HEAD CHID=’sample’, TITLE=’A Sample Input File’ /
1)
2)
CHID 定义了所有和输入文件相关的输出文件的名字,其值不多于30个字符
TITLE 对输入文件的进一步描述,其值不多于60个字符
2. TIME 设定模拟时间
格式:&TIME TWFIN=10,DT=0.1 /
1)TWFIN (Time When FINished) :设置模拟结束的时间,在建模过程中将其设为0,可以快速检验模
型的正确性。
2)DT 设置迭代的时间步长,若迭代不收敛可以将其调小。
3. PDIM 设定计算域
格式:&PDIM XBAR0=-.30,XBAR=0.30,YBAR0=-.30,YBAR=0.30,ZBAR=1.2 /
1)定义了点(XBAR0,YBAR0,ZBAR0)和(XBAR,YBAR,ZBAR)所确定的一个矩形计算域,即通过矩形域
的两个相应的对角点来定义计算域。单位为米。
2)XBAR0,YBAR0,ZBAR0 的默认值为0。
3. MISC 定义全局变量
格式:&MISC SURF_DEFAULT=’CONCRETE’,REACTION=’METHANE’, TMPA=20,
DATABASE=’c:\nist\fds\database4\database4.data’ /
1)
2)
3)
定义一些全局参数
是 fds 唯一的可调用数据库文件的命令
决定程序执行 LES 还是 DNS,默认为 LES,若执行 DNS 应加入参数 DNS=.TRUE
4)
SURF_DEFAULT:指定表面默认材质,默认为’INERT’(惰性表面)
5)
6)
7)
8)
REACTION:指定燃烧的化学计量模式,默认为’PROPANE’(丙烷)
TMPA:指定环境温度,默认为20
TMPO:指定计算区域外部的温度,默认为20
NFRAMES:指定 Thermocouple 数据, slice 数据, particle 数据,和 boundary 数据的输出频率。这
些数据每隔 TWFIN/NFRAMES 秒输出一次,默认为1000
9)
U0, V0,W0:指定进入计算区域的初始风速,默认为0
二.描述实体和火灾
6. SURF 定义边界条件
1)
2)
3)
4)
定义流场内所有固体表面及开口之边界条件
默认的边界条件是’INERT’(惰性表面),在 MISC 行用 SURF_DEFAULT 参数设置。
每个 SURF 行均有一个边界条件标示 ID,主要对边界条件进行标识。
SURF 只对边界条件进行定义,具体应用到那一个固体表面或开口由 OBST 或 VENT 命令通过边
界条件标识 ID 来定义。在 OBST 或 VENT 命令行引用边界条件时用参数 SURF_ID。
7. REAC 定义燃烧反应
1) 定义具体的燃烧过程的化学计量参数
2) ID:字符串,标识燃烧反应
3) NU_O2, NU_H2O, NU_FUEL, NU_CO2:碳氢化合物燃料理想的化学计量系数,默认为丙烷的化学计量
系数。
4) MW_FUEL:燃料的分子量(g/mol)
5) SOOT_YIELD:烟产量占总燃料的质量比率
6) CO_YIELD: co 产量占总燃料的质量比率
7) EPUMO2:消耗单位质量的氧所释放的能量
8) RADIATIVE_FRACTION:辐射能占总能的比率
例:
&REAC ID=’WOOD’
SOOT_YIELD = 0.01
NU_O2 = 3.7
NU_CO2 = 3.4
NU_H2O = 3.1
MW_FUEL = 87.
EPUMO2 = 8850. /
8.OBST 创建实体
&SURF ID=’FIRE’,HRRPUA=1000.0 /
&OBST XB=2.3,4.5,1.3,4.8,0.0,9.2,SURF_IDS=’FIRE’,’INERT’,’INERT’ /
1)
2)
XB:描述实体。实体由长方体的两个对角点(X1,Y1,Z1)(X2,Y2,Z2)描述,XB=X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2;
SURF_ID:描述边界条件,其值为某边界条件的 ID(在 SURF 行描述),意即引用边界条件 ID 来
确定所建实体表面的边界条件。
3)
SURF_IDS:由三个边界条件 ID 组成,分别表示所建实体的上表面、周边表面、下表面
(top,sides,bottom)的边界条件。
4)
SURF_ID6:由六个边界条件 ID 组成,分别表示所建实体的 X1表面,X2表面,Y1表面,Y2表面,Z1表
面,Z2表面上的边界条件。
5)
在此行加上:PERMIT HOLE=.FALSE.,可以禁止在 OBST 创建的实体上开孔
9.HOLE:在实体上创建开孔
&HOLE XB=2.0,4.5,1.9,4.8,0.0,9.2 /
1)XB:XB=X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2,所创建开孔的大小,创建的开孔可以作为门或窗等。
2)所创建的开孔厚度可以大于实体厚度.
例:&OBST XB=1.0,1.1,0.0,5.0,0.0,3.0 /
&HOLE XB=0.99,1.11,2.0,3.0,0.0,2.0 /
3)T_CREATE, T_ REMOVE.在此行可以加上这两个参数,表示在程序运行过程中开孔的创建时间和消
失时间。两个参数的值均为时间。
4)HEAT_CREATE:为一字符串量,表示在此字符串所标识的热探头动作时创建开孔。
例:&HOLE XB=2.0,4.5,1.9,4.8,0.0,9.2,HEAT_CREATE=’heat2’ /
&HEAT XYZ=3.2,4.4,6.8,ACTIVATION_TEMPERATURE=74.,
RTI=100.,LABEL=’heat2’ /
在热探头’heat2’动作时创建开孔。
10.VENT:创建表面或在表面上创建开孔
主要用来描述依附于实体上的表面(没有厚度,只是一个平面)和计算区域的外部墙体(没有
a)
厚度)
b)
XB:XB=X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2,其中必须有某一坐标方向的两个坐标值相同,因为 VENT 所描
述的是平面。
c)
CB:在描述计算区域的外部墙体时,可用 CB 代替 XB,CB 的值为一字符串,须从以下字符串
选取:XBAR0,YBAR0,ZBAR0,XBAR,YBAR,ZBAR。
d)
VENT 的一个特例就是可以用来设置风扇。
10.设定火源
火源一般由 SURF 语句和 OBST 和 VENT 语句描述,SURF 语句描述火源的性质,如热释放速率等特性,
OBST 或 VENT 语句描述火源的位置及面积。
a)
用 OBST 描述火源:在用 OBST 所创建的实体表面设定火源
例(1)&SURF ID=‘FIRE’,HRRPUA=600,PARTICLES=TRUE/
OBST XB=1.0,1.2,2.0,2.2,8,5,6.0,SURF_IDS=‘FIRE’,‘INERT’,‘INERT‘/
(TOP,SIDES,BOTTOM)
例(2)&SURF ID=‘FIRE’,HRRPUA=600,PARTICLES=TRUE/
&OBST XB=1.0,1.2,2.0,2.2,8,5,6.0,SURF_ID6=‘FIRE’,‘HOT’,‘COLD’,
‘INERT’, ‘INERT’,‘INERT’/(X-,X+,Y-,Y+,Z-,Z+)
2)用 VENT 描述火源
例:&SURF ID=‘FIRE’,HRRPUA=600,PARTICLES=TRUE/
&VENT XB=1.0,1.2,2.0,2.2,8,5,5,SURF_ID=‘FIRE’/
3)设定随时间变化的火源
&SURF ID=‘FIRE’,HRRPUA=500,RAMP_ID=‘TEST’/
&VENT XB=1.0,1.2,2.0,2.2,8,5,5,SURF_ID=‘FIRE’/
&RAMP ID=‘TEST’,T=0.0,F=0.0/
&RAMP ID=‘TEST’,T=10.0,F=0.2/
&RAMP ID=‘TEST’,T=30.0,F=0.6/
&RAMP ID=‘TEST’,T=50.0,F=0.8/
&RAMP ID=‘TEST’,T=90.0,F=0.9/
&RAMP ID=‘TEST’,T=100.0,F=1.0/
&RAMP ID=‘TEST’,T=110.0,F=0.8/
&RAMP ID=‘TEST’,T=140.0,F=0.5/
&RAMP ID=‘TEST’,T=160.0,F=0.2/
&RAMP ID=‘TEST’,T=180.0,F=0.0/
此火源在100秒时达到最大值500,随后开始减弱直至熄灭。
11.实体或表面的着色
a)
着色和 SURF 相关联(通过 SURF_ID)的表面
在 SURF 行加上 RGB 参数即可:
例:&SURF ID=’UPHOLSTERY’,...,RGB=0.0,1.0,0.0 /
b)
为所确定的实体和表面单独着色
在 OBST 和 VENT 行加上参数 COLOR 或 RGB,COLOR 为一字符串,可选值
为’RED’, ’BLUE’, ’BLACK’, ’YELLOW’, ’GREEN’, ’MAGENTA’,
’WHITE’,’CYAN’ 或 ’INVISIBLE’
三:喷淋装置和火灾探测器
10.SPRK:设置洒水喷头
&SPRK XYZ=3.0,5.6,2.3, MAKE =’sprinkler_make’,ORIENTATION=1,0,0 /
1)XYZ:设置喷头的具体位置
2)MAKE:字符串量,指定喷头的各个参数所在的文件,其值即为文件名。
3)ORIENTATION:指定喷头的喷淋方向,默认值为(0,0,-1),即-Z 方向
4)T_ ACTIVATE:设定喷头的动作时间(s)
5)T_ DEACTIVATE.:设定喷头的关闭时间(s)
6)ROTATION:若喷头喷出的水滴是非轴对称的,可用此参数设置旋转喷洒的方向,其值为一度数,默认
值为0。
7)可以在 PART 行设置喷头的喷洒频率
8)如果喷淋系统是干式系统,可在 PIPE 命令行用参数 DELY 描述延迟时间,在一 FDS 的输入文档中只允
许有一个 PIPE 命令行。
11.HEAT:设置感温火灾探测器
&HEAT XYZ=3.0,5.6,2.3,RTI=132.,ACTIVATION_TEMPERATURE=74.,
LABEL=’door’ /
1)XYZ:设置感温探测器的具体位置
2)RTI:设置响应时间指数,单位:
3)ACTIVATION_TEMPERATURE:探测器的响应温度(摄氏度),默认74度
4)LABEL:起标识作用
5)感温探测器可以用来触发一系列事件,和其它设备实现联动。