培训学习资料FDS讲解资料

contents •FDS软件概述•FDS软件安装与配置•FDS软件基本操作•FDS软件高级功能•FDS软件在特制材料中的应用•FDS软件使用技巧与注意事项目录该软件基于计算流体动力学（CFD ）和火灾科学理论，用于模拟火灾的发展和烟气运动过程。

FDS广泛应用于建筑火灾安全评估、火灾研究、应急疏散演练等领域。

FDS（Fire Dynamics Simulator）是一款由美国国家标准技术研究所（NIST）开发的开源火灾模拟软件。

火灾场景建模FDS支持创建复杂的建筑和火灾场景，包括房间、走廊、楼梯、门窗等元素的建模。

火灾模拟FDS能够模拟火灾的发展过程，包括火势蔓延、热量传递、烟气生成和扩散等。

数据输出与分析FDS提供丰富的数据输出选项，如温度、速度、浓度等参数的时空分布，以便进行后续的数据分析和可视化。

01020304开源免费高精度模拟灵活性可扩展性获取FDS软件安装包01安装前准备02执行安装程序03安装完成后，启动FDS 软件，进入软件界面。

选择或创建一个用于存储FDS模拟文件和结果的工作目录。

根据实际需求，设置模拟的时间步长、网格大小、边界条件等参数。

导入或创建需要模拟的建筑物或场景的模型文件。

启动FDS软件设置工作目录配置模拟参数加载模型安装失败无法启动模拟结果不准确软件崩溃或无响应常见问题及解决方法界面介绍主界面菜单栏工具栏状态栏模型视图区属性栏新建创建一个新的FDS模型文件。

打开打开一个已存在的FDS模型文件。

保存保存当前FDS模型文件。

打印撤销重做剪切复制粘贴删除提供新建、打开、保存、另存为、关闭和退出等文件操作命令。

文件菜单提供撤销、重做、剪切、复制、粘贴和删除等编辑命令。

编辑菜单提供缩放、旋转、平移和视图重置等视图操作命令。

视图菜单提供层叠窗口、水平平铺和垂直平铺等窗口管理命令。

窗口菜单提供测量距离、角度和面积等工具命令。

工具菜单提供软件帮助文档和在线支持等帮助命令。

帮助菜单用户界面定制快捷键设置插件开发030201自定义功能宏命令使用宏命令创建宏命令编辑宏命令调用脚本编写与调试脚本编辑器脚本语言支持提供专门的脚本编辑器，具有语法高亮、自动补全等功能，提高编写效率。

fds基础知识分类:fds学习2007.9.5 08:55 作者：shubo | 评论：1 | 阅读：23721．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.data2. 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） 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2） 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) 定义一些全局参数2) 是fds唯一的可调用数据库文件的命令3) 决定程序执行LES还是DNS，默认为LES，若执行DNS应加入参数DNS=.TRUE4) SURF_DEFAULT：指定表面默认材质，默认为‟INERT‟（惰性表面）5) REACTION：指定燃烧的化学计量模式，默认为‟PROPANE‟（丙烷）6) TMPA：指定环境温度，默认为207) TMPO：指定计算区域外部的温度，默认为208) NFRAMES：指定Thermocouple 数据, slice 数据, particle 数据,和boundary 数据的输出频率。

建筑火灾动力学的场模拟Fire Dynamics Simulator (FDS)胡隆华祝实2011年3月25日建筑火灾安全工程导论•随机性模型o把火灾的发展看成一系列连续的事件或状态o用数学方法表示由一个事件转变到另一个事件，如•由着火到稳定燃烧•火灾的非连续蔓延o在分析有关的试验数据和火灾事故数据的基础上，建立概率与时间的函数关系•确定性模型o以物理和化学定律为基础•传热、传质：热解、着火、流体力学o用相互关联的数学公式来表示建筑物的火灾发展过程•随机性模型举例：o 非连续物体间火蔓延的Markov 模型⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡mm m2m12m 22211m 1211λ..λλ..........λ..λλλ..λλR 1R 1+R 2R 1+R 3p 12p 13图 按引燃物体顺序划分的状态转移图R 1+R 2+R 3p 13+p 23p 12+p 32Markov 状态转移矩阵•确定性模型：o区域模型、场模型、场区网模型、专用模型•区域模型o半物理模型o基本思想：根据火灾发生后室内的气体分层现象将空间分成几个区域，假定在每个区域内状态参数均匀分布，根据质量、动量、能量、组份守恒方程，求解各区域状态参数的变化o最常用的是双区模型：烟气区和空气区o研究对象主要是热烟气层的高度、温度、浓度等状态参数随时间的变化情况•双区模型o冷热层之间的质量、能量交换仅通过羽流进行o交界面上忽略扩散和掺混o主要研究烟气层的变化，以烟气层为研究对象室内火灾双区模型示意图M pM a•场模拟o利用偏微分方程求解状态参数的空间分布和随时间的变化o对空间的划分比较细致，可以得到较详细的参数分布和发展变化情况o基本方程也是守恒方程o需要建立火灾各分过程的理论模型o浮力影响的湍流模型•湍流燃烧模型•辐射换热模型o炭黑（soot）生成模型o计算量大，对边界条件要求比较严格•网络模拟o整个建筑物作为一个系统，每个房间作为一个计算体o可考虑多个房间的情况，计算结果较粗糙•场-区-(网)模型o三种模型结合起来实用o起火区域或强通风区域用场模拟，较近区域用区域模拟，较远区域用网络模拟•确定性模型：o区域模型、场模型、专用模型模型类别模型名称开发机构适用及特点区域模型ASET NIST(U.S.)单室ASET-B NIST(U.S.)单室FIRST NIST(U.S.)单室，多个燃烧体BRI2日本建筑研究所（Building ResearchInstitute，Japan）多室，机械通风CCFM-VENT NIST(U.S.)多室，多层FAST/CFAST NIST(U.S.)可适用超过30个房间、30通风管道、5个风机的模型计算•确定性模型：o区域模型、场模型、专用模型场模型ALOFT-FT NIST(U.S.)室外火灾烟气羽流CFX-4AEA Techology通用计算流体力学软件FDS NIST(U.S.)三维大涡模拟，适用于多种条件下的多室火灾模拟计算JASMINEFire ResearchStation(U.K.)(英国火灾研究站)烟气运动的分析软件PHOENICSCHAM.Ltd.（U.K.）三维、动态的通用计算流体力学软件STAR*CDComputationnalDynamics（U.K.）动力推算（英国）通用流体力学计算软件•确定性模型：o区域模型、场模型、专用模型专用模型ASCOS NIST(U.S.)无火源情况下，烟气控制评估的稳态网络流模型（network flow）BREAK1U.C.Berkeley伯克利大学计算暴露在单室火灾下窗户玻璃的破碎DETACT-T2NIST(U.S.)计算热探头和水喷淋的启动时间，t2增长火DETACT-QS NIST(U.S.)计算热探头和水喷淋的启动时间，用户自定义火源类型LAVENT NIST(U.S.)计算水喷淋和与卷帘联动的通风口的启动时间ASMET NIST(U.S.)大空间烟气控制程序Calsmoke SKLFS (China)大空间烟气控制程序FPETOOL NIST(U.S.)火灾防治工程工具•计算流体动力学（CFD）模拟o将模拟区域划分为几十万乃至几百万的控制体，对控制体进行微分方程组的迭代求解o对湍流流动的模拟是一大难点：粘性＋扩散•湍流流动的数值模拟主要分为o直接数值模拟：Direct Numerical Simulation (DNS)o雷诺平均数值模拟Raynold Averaged Navier-Stokes(RANS) o大涡数值模拟：Large Eddy Simulation (LES)计算流体动力学（CFD）模拟o大涡是烟气运动的主导作用因素•开发者NIST：National Institute of Standards and Technology 隶属美国商务部：Department of CommerceBFRL: Building and Fire Research Laboratory建筑与火灾研究室•火灾动力学模拟软件o包括DNS和LES两种湍流处理方法•FDS历史：o2000，第一版o2001，第二版o2002，第三版o2004，第四版o2007，第五版•FDS 的官方网站/fds/index.htmlFDS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。