fds說(shuō)明

1、1FDSFDS4使用說(shuō)明使用說(shuō)明前言這本指南描述怎樣使用火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬模型(FDS)。它不提供背景理論但提供了一份配套文件FDS技術(shù)參考指南[1]，其中包括了詳細(xì)的控制方程，數(shù)值方法和驗(yàn)證工作。盡管用戶指南中包含進(jìn)行火災(zāi)模擬全部必要的信息，讀者也應(yīng)當(dāng)熟悉技術(shù)參考指南里的一些背景理論。軟件和用戶向?qū)е荒芤詫?duì)輸入?yún)?shù)適當(dāng)描述的形式提供有限的指導(dǎo)。FDS用戶指南中結(jié)合FDS可視化程序只給出了怎樣操作Smokeview的有限信息，它的全面描述在

2、“Smokeview版本4的用戶指南“里給出[2].這本指南也包含關(guān)于怎樣使用Smokeview設(shè)計(jì)FDS計(jì)算的內(nèi)容，并提供關(guān)于使用兩個(gè)模型的簡(jiǎn)短的指導(dǎo)。免責(zé)聲明美國(guó)商業(yè)部沒(méi)有對(duì)FDS的用戶作出保證、表達(dá)或暗示，并且對(duì)它們的使用不承擔(dān)任何責(zé)任。在聯(lián)邦法律的許可下，F(xiàn)DS用戶假定有唯一的責(zé)任決定它們?cè)谝恍┚唧w應(yīng)用中適當(dāng)?shù)氖褂?；一些從它們的?jì)算結(jié)果中得出的結(jié)論；使用或不使用來(lái)自這些工具分析的結(jié)果。用戶必須注意FDS是專供那些在流體力學(xué)、熱力

3、學(xué)、燃燒學(xué)以及傳熱學(xué)有研究能力的用戶使用和作為那些已有資格的用戶在決策時(shí)的輔助。當(dāng)它被應(yīng)用于一個(gè)精確的現(xiàn)實(shí)環(huán)境時(shí)，軟件包是一個(gè)可以包含或不包含預(yù)測(cè)值的計(jì)算機(jī)模擬。從關(guān)注火災(zāi)安全方面考慮，缺少了精確預(yù)測(cè)的模擬會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。所有的結(jié)果都應(yīng)該由一位有經(jīng)驗(yàn)的用戶進(jìn)行評(píng)價(jià)。本指南中所提及的計(jì)算機(jī)硬件或者商業(yè)軟件未得到NIST的認(rèn)可，也不表明其對(duì)于預(yù)定目標(biāo)是最佳的選擇。說(shuō)明各種形式的火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬模型開(kāi)發(fā)研究已將近25年，但軟件的公開(kāi)發(fā)布只是從

4、2000年開(kāi)始。很多的個(gè)人對(duì)模型的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證作出了貢獻(xiàn)，計(jì)算機(jī)程序的編寫(xiě)由一個(gè)相對(duì)較小的小組負(fù)責(zé)，F(xiàn)DS技術(shù)指南包含了一個(gè)全面的模型發(fā)展貢獻(xiàn)者的名單。但這里我們只認(rèn)可參加程序?qū)嶋H編寫(xiě)的個(gè)人。最初，基本流體力學(xué)方面由羅納德雷姆（RonaldRehm）和霍華德鮑姆（HowardBaum），在NIST的計(jì)算與應(yīng)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室(CAML)的DarcyBartDanLozier，HaiTang以及建筑與火災(zāi)研究實(shí)驗(yàn)室(BFRL)的丹科利（DanCl

5、ey）的協(xié)助下設(shè)計(jì)完成。軟件最初的可視化由CAML的吉姆西姆斯（JimSims）完成?？v向壓力問(wèn)題由國(guó)家大氣研究中心（NCAR）的Boulder和Colado解決。KevinMcGrattan擴(kuò)展包括火災(zāi)發(fā)展軌跡的基本程序，并保留了FDS管理程序源代碼（heremainsthecustodianoftheFDSsourcecode.）。GlennFney開(kāi)發(fā)了相關(guān)的可視化程序Smokeview。KuldeepPrasad為其增加了多網(wǎng)格

6、的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為平行處理做準(zhǔn)備。William(Ruddy)Mell為其增加了特殊的火災(zāi)發(fā)展程序使模型可用于微重力條件燃燒和荒原火災(zāi)蔓延的評(píng)估。lesBouldin設(shè)計(jì)了并行處理代碼的基本框架。賈森弗洛伊德，一前尼斯特文件后，寫(xiě)混合物小部分和小滴蒸發(fā)常規(guī)。SimoHostikka，尼斯特VTT大樓的客人研究人員和運(yùn)輸，芬蘭，那些輻射解答者和那些炭熱解常規(guī)寫(xiě)。雖然不再在尼斯特，兩個(gè)繼續(xù)對(duì)源碼做出顯著貢獻(xiàn)。JasonFloyd，NISTPos

7、tDoc的起草者之一編寫(xiě)了混合物部分和液滴蒸發(fā)部分的程序。NIST來(lái)自芬蘭VTT建筑與運(yùn)輸?shù)脑L問(wèn)學(xué)者SimoHostikka編寫(xiě)了輻射和高溫分解產(chǎn)物部分的程序。兩位研究者雖然目前都已離開(kāi)NIST但仍然對(duì)FDS的源代碼的發(fā)展作者杰出3材料分離。燃料和炭的熱性質(zhì)應(yīng)由用戶提供。詳見(jiàn)第5.7.2部分。隨溫度變化的材料特性現(xiàn)在可認(rèn)為固體材料性質(zhì)是一個(gè)溫度的函數(shù)，應(yīng)注意的是這種精確改變了一些在FDS以前版本中使用的常規(guī)熱解。在第4.4.1部分給出這

8、種變化對(duì)輸入文件的影響程度。拉格朗日粒子涉及到拉格朗日粒子的輸入文件格式發(fā)生了變化，拉格朗日粒子包括噴淋液滴和跟蹤粒子?；A(chǔ)的物理模型是相同的，但在程序代碼中與NIST研究現(xiàn)行使用的不同。FDS3的輸入文件在FDS4中仍可運(yùn)行，但是作用效果發(fā)生了變化。粒子參數(shù)轉(zhuǎn)換的詳細(xì)情況見(jiàn)第4.5部分。煙氣層高度加入了一個(gè)關(guān)于煙氣層（界面）高度的簡(jiǎn)單計(jì)算，以便用戶可以與區(qū)域模型計(jì)算進(jìn)行比較或者能以更簡(jiǎn)單的方式表達(dá)FDS的結(jié)果。詳見(jiàn)第5.11部分。2啟

9、動(dòng)火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模型(FDS)是一個(gè)Ftran90計(jì)算機(jī)程序，用于計(jì)算熱流體和火災(zāi)的控制方程。關(guān)于方程以及怎樣數(shù)值求解的詳細(xì)描述見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]。FDS的輸出結(jié)果由程序Smokeview.可視化，Smokeview的用戶指南見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2]。2.1怎樣得到FDS和Smokeview關(guān)于FDS和Smokeview的所有文件可以在以下地址獲得：:fire.nist.govfds，在網(wǎng)頁(yè)上可以找到關(guān)于新版本、缺陷修訂等信息。因?yàn)镕DS不總是兼容，

10、新版本的執(zhí)行文件包括版本號(hào)fds#.exe。用戶也許愿意保留老版本FDSU的執(zhí)行文件以便進(jìn)行新舊版本輸出結(jié)果的比較。而圖示程序Smokeview以兼容為背景，因此鼓勵(lì)用戶以新的Smokeview文件取代舊的。FDS的分配包括個(gè)人電腦Windows操作系統(tǒng)的自提取安裝程序，引導(dǎo)UnixLinux以及Mac用戶進(jìn)入源程序代碼、一些編譯執(zhí)行文件和生成文件等的文件傳輸協(xié)議（FTP）地址。下載安裝程序之后，雙擊圖標(biāo)開(kāi)始一系列的安裝步驟。在安裝中最

11、重要的是目錄(通常稱作c:nistfds)的生成，在目錄下要安裝FDS和Smokeview的執(zhí)行文件、Smokeview的選擇文件smokeview.ini以及包括一些示例、參考手冊(cè)和補(bǔ)充數(shù)據(jù)的文件。安裝程序還定義了變量路徑和Smokeview程序的相關(guān)擴(kuò)展文件.smv，這樣用戶即可選擇在命令行鍵入命令提示符也可選擇雙擊任意.smv文件。已經(jīng)下載了FDS早期版本并保留了文件結(jié)構(gòu)的用戶，只需對(duì)新文件進(jìn)行不同的分配。為避免命名的沖突，不同版

12、本的相關(guān)文件通常在文件名中插入版本號(hào)。2.2計(jì)算機(jī)硬件要求FDS需要較快的的CPU和質(zhì)量好的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。對(duì)于基于Windows操作系統(tǒng)的個(gè)人電腦（PC）處理器至少需要1GHzPentiumIII、512MB的RAM。當(dāng)然配置越高越好，要求高的用戶應(yīng)考慮配備最快的CPU和最大的RAM。此外，需要一個(gè)大的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器用于儲(chǔ)存輸出計(jì)算結(jié)果。通常單次的計(jì)算結(jié)果就會(huì)生成約1GB的輸出文件?，F(xiàn)在大多數(shù)的計(jì)算機(jī)硬盤(pán)至少20GB。對(duì)于基于U

13、nix的工作站，處理器和內(nèi)存的配備至少應(yīng)達(dá)到PC機(jī)（個(gè)人電腦）的要求。在近幾年內(nèi)購(gòu)買的絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)都滿足運(yùn)行的要求。Smokeview需要額外的內(nèi)存(RAM)，需達(dá)到至少512MB，目的是計(jì)算機(jī)不需要與磁盤(pán)進(jìn)行“交換”就可以展示結(jié)果。對(duì)于Smokeview，具備快速的圖形處理器比快速的CPU更重要。如果已達(dá)到可以運(yùn)行FDS和Smokeview，則具備一個(gè)快速的CPU也是重要的。2.3計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(OS)和軟件要求開(kāi)發(fā)FDS和Smok