FDS模拟火灾的实验研究

科学技术2010．7 75FDS 模拟火灾的实验研究于慧鸣鞍山市消防支队 辽宁 鞍山 114000【摘 要】本文使用FDS 火灾模型模拟火灾，分析建筑内发生火灾时，可燃物的数量对于烟气层高度、温度和能见距离的影响情况，得出危险指标与各影响因素之间的关系。

【关键词】烟气层高度 能见距离 FDS 火灾模型一、绪论由于当烟气层高于人眼特征高度（人眼的特征高度通常为1.3～1.8 m，我们取1.5 m），烟气层温度达到180 ℃时，则其产生的热辐射就会对人体造成不可恢复的烧伤；当烟气层高度低于人眼特征高度，烟气层温度达到115 ℃时，就会对人体构成危险。

本文使用FDS 火灾模型模拟火灾，分析建筑内发生火灾时，可燃物的种类和数量等因素对于烟气层高度、温度和能见距离的影响，得出危险指标与各影响因素之间的关系。

二、利用FDS 模拟火灾1、FDS 火灾模型简介FDS 火灾模型包括两大部分。

第一部分简称FDS4，是求解微分方程的主程序，需要用户创建文本来描述火灾场景；第二部分称SMOKEVIEW，可以直观的查看计算结果。

FDS 的输入文件分成三部分：第一部分为几何参数和网格的设置；第二部分为有关燃烧过程的设置，如燃烧时间、火源功率、通风口的设置等；第三部分为输出数据的设置，如某点或某个面上的温度、密度、混合组分在火灾过程中随时间的变化情况等。

2、FDS 模拟火灾 （1）参数设定为了准确地求解火灾的相关问题，设置基本参数如下：①设置烟的减光系数与能见距离之积C=1（系统默认值为3）。

对于发光物质来说C=8，对于反光物质来说C=3，但在性能化评估中为保守起见通常取C=1，因此，本文取C=1。

②室内温度为20 ℃；（2）火灾模拟图2.1 模拟火灾基本模型如图2.1所示模拟火灾的基本模型，建立两间尺寸均为4.0 m×4.0 m×4.0 m 房间，本文以房间1作为分析对象，设置床为火源且热释放速率稳定。

基于FDS模拟温度场作用下钢框架性能化抗火研究3篇基于FDS模拟温度场作用下钢框架性能化抗火研究1基于FDS模拟温度场作用下钢框架性能化抗火研究随着现代建筑结构的迅速发展和建筑的高度增加，火灾对建筑结构的破坏性越来越大，而钢框架结构具有较高的强度、刚度和稳定性，成为高层建筑的主要结构形式。

然而，在火灾环境下，钢框架的抗火性能成为建筑安全的关键因素之一。

因此，本研究基于FDS模拟温度场作用下钢框架性能化抗火研究，探索钢框架在火灾环境下的稳定性和热力学性能。

首先，本研究通过FDS软件模拟了钢框架在火灾环境下的温度场，并计算了钢结构的温度分布。

通过对温度场的分析，本研究发现，在火焰接触面和火场上方，温度分布较高，而在下部温度分布较低。

接着，本研究通过对钢框架的力学性能和热学性能计算，探索了钢框架在火灾环境下的稳定性。

采用ABAQUS有限元模拟软件对钢框架结构进行建模，模拟钢构件受火灾温度影响的力学性能变化。

研究发现，在火焰较强的区域，钢构件的强度和刚度逐渐降低，随着火焰的接触，钢构件的强度也逐渐减少。

最后，本研究面向钢框架的抗火性能提出了一些对策和建议，包括增加钢材的保温层和表面防火涂层，优化钢框架的结构设计，提高钢构件的抗火性能等。

这些对策和建议可以显著提高钢框架的抗火能力，从而保障高层建筑在火灾发生时的安全。

总之，本研究通过FDS模拟温度场作用下钢框架性能化抗火研究，深入探索了钢框架在火灾环境下的稳定性和热力学性能。

本研究为钢框架的抗火设计提供了理论和技术支持，对于保障高层建筑的安全发挥了重要的作用本研究通过FDS模拟和有限元计算，深入探索了钢框架在火灾环境下的稳定性和热力学性能。

针对钢框架存在的抗火问题，提出了增加保温层、表面防火涂层以及优化结构设计等建议。

这些建议可以显著提高钢框架的抗火能力，为高层建筑的安全保障提供了理论和技术支持。

本研究成果对于促进建筑结构安全和防火设计发挥了重要作用基于FDS模拟温度场作用下钢框架性能化抗火研究2基于FDS模拟温度场作用下钢框架性能化抗火研究随着经济的发展，建筑行业各种新型建筑材料种类繁多，其中钢结构得到了广泛的应用。

测温热电偶
消防水枪消防水枪
燃
烧
喷
嘴
燃烧喷嘴
200400600800
1 0000
204060
灭火时间/s
60°30°
90°120°150°不同水枪喷射角下热释放速率随时间的变化曲线
3）可以看出，在该火灾场景下，当火源的固定热释放速率大于有效消防水的吸热速率，燃气不断供应并被但由于受到水流冲击，火焰并不稳定，火源的热释放速率将在一个区间内波动；而当火源的固定热释放速率小于有效消防水的吸热速率，维持燃烧反应的热量逐渐减又由于水柱持续压迫火焰表面，使着火源与氧气的接触面积减少，导致火焰逐渐熄灭，热释放速率最终变为零。

可知，该场景下水枪喷射角与火源扑灭时间近似呈线性关系，即消防水枪的喷射角越大，扑灭火焰的时主要是在水流量一致的情况下，较大的水枪喷射角可使水雾的覆盖面积更大，降温效果更好，同时更好地
0100200300400500600700800
0-10
2010
40
3070
6050灭火时间/s
60°30°90°120°150°
火源附近测点温度值/℃。

基于FDS的细水雾灭食用油火及综合体火灾数值模拟研究基于FDS的细水雾灭食用油火及综合体火灾数值模拟研究引言近年来，随着人们对食品安全的关注不断提高，食用油在人们的日常生活中扮演着重要的角色。

然而，由于油具火源误操作、电器故障以及其他人为或自然因素的错误使用导致的火灾事件仍然很常见。

这些火灾不仅给人们的生命财产安全造成威胁，更容易扩散为综合体火灾，导致巨大的经济损失和环境破坏。

因此，研究食用油火灾的灭火方法具有重要意义。

本文旨在通过数值模拟研究，评估FDS（火灾动力学模拟软件）在细水雾灭食用油火及综合体火灾中的应用效果，并探讨其在实际应用中的可行性和局限性。

方法首先，我们搜集了食用油火灾的相关实验数据，包括火源特性、燃烧产物和火势的相关参数。

然后，我们使用FDS软件对食用油火灾进行了数值模拟。

在模拟中，我们考虑了油锅与周围环境的传热传质过程，并结合实验数据进行模型的参数校正。

接下来，我们引入了细水雾灭火装置，对火源进行了灭火模拟。

细水雾灭火装置通过产生微小的水雾颗粒，将其喷洒到火源区域，从而降低火源温度，阻止燃烧链反应的发生。

我们调整了灭火装置的喷雾参数，如喷雾流量、喷雾角度和喷雾粒径，以寻找最佳的灭火效果。

结果与讨论通过数值模拟，我们观察到细水雾灭火装置对食用油火灾的灭火效果。

结果显示，当灭火装置的喷雾流量适中、喷雾角度合适、喷雾粒径足够小的情况下，灭火效果较好。

细水雾能够迅速降低火源温度，减少热辐射和燃烧产物的生成，有效防止火势蔓延和扩大。

然而，我们也发现细水雾灭食用油火灾的效果与多种因素有关。

例如，火源特性、环境温度和湿度、细水雾灭火装置的位置和数量等。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况调整灭火装置的参数和布局，以达到最佳灭火效果。

结论本研究使用了FDS软件对细水雾灭食用油火及综合体火灾进行了数值模拟研究。

通过模拟结果，我们发现细水雾灭火装置对食用油火灾具有较好的灭火效果。

然而，这一效果受到多种因素的影响，需要结合具体情况进行参数调整和装置布局。

基于FDS的核电站主储油罐间火灾数值模拟研究的开题报告一、选题背景核电站是一类非常重要的基础设施，主储油罐是其重要的储油设备之一。

一旦主储油罐发生火灾，不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会影响核电站的正常运行和稳定性。

因此，深入研究主储油罐间火灾的发生机制、演变规律和灭火方法是必要的。

通过数值模拟的方法可以对主储油罐间火灾进行研究，这种方法不仅能够缩短试验周期，还能够控制试验条件，能够得到更精确的结果。

目前，CFD软件在消防领域得到了广泛应用，但是还缺少针对主储油罐间火灾的数值模拟研究。

二、研究内容本文拟采用FDS软件进行主储油罐间火灾的数值模拟研究，主要包括以下内容：1. 建立主储油罐间火灾数值模型；2. 对火灾的发生机理、演化规律和影响因素进行分析；3. 研究水雾灭火的效果和适用范围；4. 探究其他灭火剂的可行性；5. 验证数值模拟结果的准确性和可靠性。

三、研究方法本文采用数值模拟方法进行研究，主要采用FDS软件进行模拟。

具体方法如下：1. 建立主储油罐间火灾的数值模型，包括火源、储油罐、管道和泵等设备；2. 设置模拟参数，包括火源参数、气体温度、密度等参数；3. 根据模拟结果，分析主储油罐间火灾发生的机理和演化规律；4. 研究不同灭火剂的效果和适用范围，包括水雾、露点水、惰性气体等；5. 验证数值模拟结果的准确性和可靠性。

四、研究意义本文的研究意义在于：1. 提供主储油罐间火灾灭火方案的理论基础；2. 为消防部门提供事故预测和风险评估工具；3. 优化消防设备的配置和消防方案的制定；4. 为提高核电站安全性能提供参考依据。

五、研究难点本文研究的难点在于：1. 模型参数的选择与确定，包括火源参数和储油罐等设备的参数；2. 灭火剂的选择与适用范围的研究，包括水雾、露点水、惰性气体等；3. 数值模拟结果的验证和准确性的保证。

六、进度计划本文的进度计划如下：1. 2021年11月：完成研究背景和意义的阐述，确定研究内容和范围；2. 2022年1月：完成数值模拟软件的学习和熟练使用；3. 2022年3月：建立主储油罐间火灾数值模型，进行初始模拟；4. 2022年5月：研究主储油罐间火灾的发生机理和演化规律，探究不同灭火剂的效果和适用范围；5. 2022年7月：完成数值模拟结果的验证和准确性的保证；6. 2022年9月：完成论文撰写和答辩准备工作。

基于FDS的一起亡人火灾调查及场景重构作者：***来源：《今日消防》2020年第11期摘要：火灾场景重构对火灾事故调查人员认识火灾的发生、发展、蔓延过程具有重要意义，FDS软件是火灾场景重构最常用的软件。

本文结合一起亡人火灾事故的调查勘验过程，选取相关参数对该火场进行数值模拟，并对模拟结果进行分析，从而进一步验证了前期火灾事故调查认定的准确性。

关键词：汽车;电气火灾;危险性;实验1 火灾基本情况及调查认定安徽省某市发生一起自建房火灾，火灾造成母女2人死亡。

该自建房共三层，其中一层为家具店门面及展厅，建筑面积400平方米;二层为三间卧室，建筑面积70平方米;三层为阁楼，建筑面积70平方米。

起火时间为凌晨，建筑内共有4人，均分布在二层卧室，其中2人通过一层门面卷闸门逃生，2人未逃出在二层死亡。

1.2起火时间的认定（1）根据当事人自述，在夜里12点多在二层卧室闻到焦糊味，随后下楼查看，发现一层西侧开间内着火，自行扑救无法扑灭后报警。

（2）根据大队接警记录，大队的接警时间为0时26分。

（3）根据调取该起火建筑公路对面的监控录像，夜间0时9分05秒，该建筑一层卷帘门上方空隙处出现火光并逐渐变亮，0时16分火势变大并从卷帘门向外突破。

（4）根據调取电信部门的网络记录，位于该建筑一层的网络和电话的断线时间为0时16分42秒。

通过以上证据，结合火灾的发生发展蔓延规律，综合认定起火时间为夜间0时许。

1.3起火部位的认定（1）根据当事人自述，最先开始只在一层西侧开间发现火苗，其余部位尚未着火。

（2）建筑一层物品均已烧毁，二、三层部分物品受高温熔融。

建筑一层店面自西向东分为三个开间，中间开间堆放有大量家具板材，东侧开间堆放有床垫，西侧开间与中间开间用木板分隔。

（3）对比东侧开间与中间开间南侧立柱附近的铝合金门框，其中西侧烧损程度重于东侧，残留的门框东高西低。

（4）西侧开间与中间开间隔墙完全烧毁，仅靠近地面处有少量残留，隔墙表面的石膏板向西侧地面倒塌。

Research 研究探讨299基于FDS 的高层建筑火灾数值模拟问题探讨王亚升（陕西交通职业技术学院， 西安 710018）中图分类号：G322 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2020）01-0299-01摘要：本文对FDS 模型进行了分析，并对高层建筑火灾危害性进行了分析，以此使高层建筑火灾模型模拟对象得到确认，之后对高层建筑FDS 火灾模型进行了构建，最后对高层建筑各项模拟结果进行了叙述，以期为现代高层建筑防火提供借鉴。

关键词：高层建筑；FDS ；火灾；模型现代高层建筑应用了大量易燃、可燃的材料，以此使火灾发生的可能性出现大幅增加，同时可燃物燃烧过程中会产生毒害气体，并释放大量的火灾烟气，以此也会使建筑内部可见度降低[1]。

综合而言，高层建筑火场高温使人员在行动能力上受到较大限制，不利因素集合使火灾发生中的伤亡率极大。

基于此，对于高层建筑火灾内部温度分布的规律、烟气可见度、烟气蔓延规律、毒害气体浓度等火灾特点进行分析，以此为高层建筑火灾烟气防排烟、建筑疏散通道设计、消防扑救工作提供基础。

在大量实践中表明，FDS 软件能够对建筑结构火灾场景进行数值模拟，以此可作为火灾特点、建筑防火灾安全性能等的评价数据。

1 FDS 概述FDS 是美国开发的一项模拟程序，是将火灾流体运动为对象进行流动动力学计算的软件[2]。

这一软件使用的求解方程为低马赫数流动N-S 方程，方程主要受火灾浮力驱动影响，重点是进行火灾热传递及烟气的传递过程。

FDS 是开放性的程序，在实践中其准确性得到大量实证检验，在火灾领域中的应用极为广泛。

FDS 拥有大涡模拟及直接数值模拟两种模拟模式，其中的数值是以湍流控制方程为基础，对火灾中的流场、浓度场、温度场时间尺寸及空间尺寸精确的进行描述。

数值模拟方法在结果上是极为精确的，但是计算量也较大。

大涡模拟是将湍流瞬时运动分解成为小尺度、大尺度两种运动部分，大尺度则可通过微分方程来直接进行计算，小尺度可通过亚格子模型建设来实现模拟，以此使计算量得到极大简化。

依次点击Model→New Obstruction→Geometry，输入数据：
6书柜：
依次点击Model→New Obstruction→Geometry，输入数据：
&SLCF QUANTITY='TEMPERATURE', VECTOR=.TRUE., PBX=2.50/
&SLCF QUANTITY='carbon dioxide', VECTOR=.TRUE., PBZ=1.70/
（已经由实验指导老师完成）
4.4建立实体（利用pyrosim2010）：
凳子（见图1）制作步骤：（尺寸是随便输的，与实验的数据可能不一样）
&SURF ID='burner',
COLOR='RED',
HRRPUA=3.0000000E003/
4.3.3.3温度探测器布置
（注：XYZ后的数据分别表示XYZ轴三个方向上参照坐标原点的坐标）
&DEVC ID='HD 1', PROP_ID='Default', XYZ=2.50,3.50,1.70, LATCH=.FALSE./4.3.4温度和二氧化碳“切片”布置
4.2.3基本材料参数的设置
4.2.3.1地毯材料参数设置，
&MATL ID='CARPET_MATL',
SPECIFIC_HEAT=9.00,
CONDUCTIVITY=0.1600,
DENSITY=750.00,
HEAT_OF_COMBUSTION=2.2300000E004,
N_REACTIONS=1,
HEAT_OF_REACTION=2.0000000E003,

基于FDS的宿舍火灾模拟分析1.宿舍物理参数及模型设计1.1宿舍尺寸宿舍尺寸为5m*4m*3m.宿舍内的可燃物为木头材质的床和椅子火源热释放功率为1500kw/㎡.1.2网格划分网格大小为X:40 Y:60 Z:30. 最小网格尺寸为0.1m*0.1m*0.1m 网格数为720002.模拟控制方案模拟时间为45秒，传感器建在门口高1.8米处，向下每0.4米设置一个传感器，有烟感和温感探测器。

3.模拟结果分析3.1温度分析表4.温度-时间曲线图1.温度图2.温度分析:由表4和两张温度温度图可以看出，在着火后的7秒时，室内探测点1的温度就能达到80°左右，这时已经超出人的课承受范围，在16秒的时间是，室内的温度快速的上升，在25秒时，室内的平均温度已经达到了60°。

也就是说在火灾发生的16秒内，人逃离房间受到火焰辐射热度的伤害是很小的。

25秒后，火势已经到了不可控制的程度，室内温度很高，由图2局部的温度可达到100°以上，这时人将会有生命危险。

因此，在室内发生火灾时，上方的温度会升高的很快，人在撤离货疏散时应匍匐行进。

3.2烟气浓度分析表5.烟气浓度-时间曲线图3.烟气浓度图4.烟气浓度分析：由表5的烟气浓度-时间曲线看出，从开始着火8秒的时间内，室内的烟气浓度几乎没有变化，但从9秒开始，室内的烟感探头1和2探测的烟气的浓度就开始快速的上升，到了20秒时，距地面1.8m到1.4m 的地方，烟气的浓度就有30％，这时的空气中的氧气就很少了，人的呼吸就受到了很大的影响，很多的室内火灾中人员的伤亡，大多数都是吸入了大量的烟气导致的中毒或者是窒息死亡的。

到了25秒之后，室内的烟气浓度达到了60％以上，此时室内的人员生还的可能性很低了。

而到了火灾后的29秒时，室内充满了烟气，人员无法逃生。

因此，我们可以清楚的看到，在火灾发生的16秒左右的时间，我们应弄湿毛巾，掩住口鼻，匍匐行进，避免吸入烟气，人员逃生存活的可能性还是很大的。

基于FDS的室内火灾模拟研究目录基于FDS的室内火灾模拟研究 ........................................ 错误！未定义书签。

基于FDS的室内火灾模拟研究 .. (1)目录 (1)1.引言 (2)2、FDS软件概述 (2)2.1 FDS软件介绍及发展 (3)2.2 Pyrosim相关简介 (4)2.3FDS特点 (4)2.4 FDS软件操作 (5)2.4.1 文件设置 (5)2.4.2 操作步骤 (6)3 室内火灾研究发展状况 (7)3.1 国外火灾模拟研究发展状况 (7)3.2 国内火灾模拟研究发展状况 (8)4 FDS软件建立模型 (9)4.1模型的建立 (9)4.2点火器和地板 (9)4.3热电偶的布置 (10)5模拟结果 (10)5.1热电偶 (11)5.2热释热率 (13)5.3结论 (13)6.结束语 (14)7 参考文献 (14)摘要：室内装饰材料在建筑物中得到越来越广泛的运用，大多数室内装饰材料都是可燃甚至易燃材料，从而使其成为潜在火源并增加了建筑物的火灾荷载。

基于大涡模拟理论的FDS模型模拟了室内火灾中的温度和热释放率，结果证明运用FDS软件模拟室内火灾是可行的。

关键词：室内火灾FDS 火灾模拟1.引言室内火灾是指烧损室内可燃物的现象。

室内火灾如果得不到好的控制就有可能发展到某些防火分区或整个建筑火灾，随着人们生活水平的提高，各式各样的室内装饰材料如雨后春笋般出现。

建筑装饰材料因其美观的效果在建筑物中得到了越来越广泛的应用。

通过分析火灾过程中的重要参数，如热释放速率和室内温度，证明了用FDS对室内建筑装修材料的火灾特性的研究是很可靠的[1]。

2、FDS软件概述近年来，受益于计算机技术的飞速发展，火灾数值模拟技术也在其原有的基础上得到了进一步提升。

火灾本身是一个非常复杂的过程，根据所模拟的现象、研究层次和研究方法的区别，当前应用于火灾研究方面的数值模型主要有专家系统(Expert System)、区域模型(Zone Model)、场模型(Field Model)、网络模型(Network Model)和混合模型(Hybrid Model)L29[2]。

基于FDS的沙发火灾数值模拟0 引言随着生活条件的提高 ,装饰家具越来越多地出现在现代建筑中 ,其种类和性能也越来越复杂.室内火灾的扩大常常与可燃的装饰家具有关.导致人员死亡的火灾中有 1 /3 是装饰家具火灾[1]。

统计结果表明，火灾中8 5％以上的死亡者是由于烟气的影响，其中大部分是吸人了烟尘及有毒气体昏迷后而致死的[2]。

本文将以典型的sofa-Fire 算例为重点，通过全尺寸实验和数值模拟相结合的方法研究其燃烧过程的热释放速率、室内温度场分布及烟气流动,为建筑火灾防治和火灾安全设计提供参考依据。

1 FDS 简介美国火灾研究机构也对本国的装饰家具的火灾特性进行了研究[3]。

最终由NIST 开发的一种模拟程序FDS，它用数值求解方法求解一组描述热驱动的低速流动的Navier-Stokes 方程，重点计算火灾中的烟气流动和热传递过程。

FDS 提供了两种数值模拟方法，即直接数值模拟（DNS：Direct Numerical Simulation）和大涡模拟（LES：Large Eddy Simulation）。

直接数值模拟是通过直接求解湍流的控制方程，对流场、温度场及浓度场的所有时间尺度和空间尺度进行精确描述，但是目前的计算条件下，只能用于对层流及较低雷诺数湍流流动的求解[4]。

一般情况下，在利用FDS 进行火灾模拟时均选用大涡模拟。

它是把包括脉动在内的湍流瞬时运动通过某种滤波方法分解成大尺度量通过数值求解微分方程直接计算出来，小尺度运动对大尺度运动的影响通过建立亚格子模型来模拟。

FDS火灾动态模拟软件主要由两部分组成，分别是FDS和Smokeview部分。

其中，FDS部分主要是用来完成对火灾场的创建和计算阶段。

而Smokeview 部分则是对FDS计算结果的可视化，它以三维动态的形式显示火灾发生的全过程。

2 couch 场景布置场景长2.4 米，宽1.0 米，高2.4 米。

在X 轴方向上共设有24 个网格，Y 轴方向上设有10 个网格。

基于FDS的火灾模拟与应用探讨摘要FDS（火灾动力模拟Fire Dynamics Simulator）是基于火灾动力流体学模型的计算模拟软件，它根据建筑和火灾的特性，侧重于计算火灾中产生的烟气和热传递的过程，在火灾安全工程领域中应用十分广泛，可较直观的模拟三维空间内空气的温度、速度和烟气的流动情况等。

本文以一装置泄漏为例，在FDS 中建模，并对泄漏火灾进行模拟，获得烟气运动、温度变化的规律。

关键词FDS；火灾模拟Fire simulation and application on FDSZhang Ye（Petrochina Fushun Petrochemical Company，Liaoning Fushun 113008，China）Abstract FDS （Fire Dynamics Simulator）is based on the Fire power fluid model simulating software，according to the character of the building and Fire，it focuses on calculation of flue gas and heat transfer in the Fire process，and they are widely used in the field of Fire safety engineering can be more intuitive simulation of the three-dimensional space air temperature，velocity and flow situation of flue gas，etc. In this paper，a device leakage is taken as an example to model in FDS，and the leakage fire is simulated to obtain the law of smoke movement and temperature change.Key words FDS；Fire simulation1 FDS介绍FDS（火灾动力模拟Fire Dynamics Simulator）是由美国国家标准局建筑火灾研究实验室（NIST）开发的，主要目的是解决消防安全工程中的典型火灾问题，软件包含FDS 和Smokeview两部分[1]。

基于FDS的室内火灾蔓延特性研究刘子建【摘要】本文基于FDS软件建立室内火灾模型，研究了不同火源位置、排风口位置及大小对烟气蔓延的影响，得出室内火灾下温度变化、热释放速率、烟气分布等特征，并对室内火灾发展形势进行模拟，在一定程度上能为研究火灾人员疏散安全时间评定提供理论基础。

【关键词】FDS；室内火灾；烟雾蔓延；通风口尺寸；热释放速率1.概述随着社会经济的发展，建筑物越来越向高、密型结构发展，一旦发生火灾，将对生命、财产安全带来重大的危害。

各类火灾的统计资料表明其中85%以上的死亡是由于受到烟气影响，受困人员吸入大量的烟气或有毒气体窒息导致[1-2]。

消防指战员在进入正在燃烧或燃烧后的建筑物内开展火情侦察、灭火救援、火灾调查等作战任务时也不得不承受吸入烟尘的风险。

室内火灾的发展最终导致建筑物火灾的形成。

因此，探讨室内火灾发生的规律，烟气扩散与火源、排气口等位置及大小的相关性，具有重要的意义。

同时，研究火灾发生时室内烟气的流动扩散规律，对减少火灾危害具有很好的指导作用。

针对室内火灾发展过程，国内外学者已经用不同的研究方法进行了不同层次的研究[3-4]。

室内火灾时火灾增长变化主要有三个阶段，即火灾初期阶段、火灾充分发展阶段及火灾减弱阶段[5]。

2.室内火灾模型的建立本文选取单间休息室为研究对象，利用建模软件Pyrosim进行模拟，基于实际情况，对建筑物的单室进行合理的简化和设计。

通过软件模拟室内发生火灾时烟气的扩散与火源位置、排气口位置及大小的相关性，也能较好地反映发生火灾从发生到增长的几个阶段。

着火房间尺寸取为5.2m×4.6m×2.4m，门开口尺寸为0.9m×2.0m。

火源的形式采用的是软件自带的矩形柴油油池火源形式，尺寸为0.2m×0.3m。

计算时网格大小取为0.1m，模型图如图1所示，其中火源位置见图1所示编号1-6，便于表述，将火源Fire Source简写为FS。

Ｔｈ ｅ Ｖａ ｌ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏｎ Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅｎ ｔ ｏ ｆ Ｕｎ ｄｅ ｒ ｇｒ ｏｕｎ ｄ Ｓｉ ｎ ｇｌ ｅ Ｒｏｏ ｍ Ｆｉ ｒ ｅ Ｍｏｄ ｅ ｌ Ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｏｎ Ｆ ＤＳ
Ｍａ ｏＪ ｉ ｎ ｆ ｅ ｎ ｇ ， Ｚｈ ｕＧｕ ｏ ｄ ｏ ｎ ｇ ， Ｘｉ ｎ ｇＺｈ ｅ ｌ ｉ ａ ｎ ｄＺ ｈ ｏ ｕＪ ｉ ｎ
ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｂ ｛ ｅ ｃ ｔ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｈｅ ｔ ｃ ｈ ｒａ ａ ｃ ｔ ｅ ｉ ｒ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｒ ｏ ｏ ｍ， ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｔ ｕ ｐ ａ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ Ｆ ｉ ｒ ｅ
２ ０ １ ５ 年 ３月
洁 净 与空 调技 术 Ｃ Ｃ ＆ Ａ Ｃ
第１ 期
基于 Ｆ Ｄ Ｓ的地下单室火灾模 拟验证实验
解放 军理 工 大学 国防工程 学院 茅靳 丰 朱 国栋 邢哲理 周 进
摘 要 为 了验 证火灾模拟软件 Ｆ ＤＳ（ Ｆ ｉ ｒ ｅ Ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ）的准确 性 ，针对地下建筑单 室特 点，选取 某工 程 内一个值班 室作 为研究对 象 ，并根 据相似 准则建 立 了小尺度 火灾 房 间模 型。通过 小尺 度单 室火灾实验 ，对 烟 气的扩散 特 性进行 研 究 ，同时利用 Ｆ ＤＳ模 拟 软件进 行 单 室火 灾模 拟 ，并将 实验结果 与模 拟结果进 行对 比 分析 。结果 表 明，实验 烟气 温度 随 时 间的变化趋 势与 Ｆ ＤＳ模 拟结 果 一致 ，验证 了火 灾模 拟软 件 Ｆ Ｄ Ｓ的准 确 性 ，证 实 了Ｆ ＤＳ用 于模拟 预测 单 室火灾 的发展 与迁 移 的适 用 性和合 理性 ，对 火灾 的控 制研 究具有 一定 的参 考价值。 关键词 单 室；模 型 实验 ；数值模 拟 ；Ｆ ＤＳ

基于FDS的停车楼火灾数值模拟分析摘要：智能化立体式停车楼，机械地下停车楼等大型复杂的现代建筑越来越多地涌现，这些停车楼建筑与传统建筑在使用功能、建筑材料、结构形式、空间大小、配套设施等方面有很大的不同，给防火安全带来很多新的问题，如停车楼这样的大空间建筑物火灾发生之后会非常迅猛并且很难得到控制。

本文利用FDS对以双T板为屋面板的停车楼进行数值模拟分析，通过对比不同板宽及不同火源位置的四种工况，探讨停车楼的火灾发展趋势及火灾防控要点。

关键词：火灾；性能化防火；FDS；停车楼；温度时间曲线引言近些年来，随着我国经济的进步与发展，人均汽车保有量不断提高。

2018年我国千人汽车保有辆为172辆。

按照国际城市建设经验，停车位数量应达到机动车保有量的 1.15 倍，然而我国现有停车位不能满足要求，体现出我国停车位严重不足。

针对我国人口密集，土地资源短缺的情况，发展公共停车楼是今后解决城市停车难问题的主要解决途径。

智能化立体式停车楼，机械地下停车楼等大型复杂的现代建筑越来越多地涌现。

由于停车楼一般空间较大、结构复杂、可燃物数量极多，一旦发生火灾短时间内很难得到控制，给人民群众的生命财产安全带来了极大的危害[1]。

1 停车楼建筑火灾特点停车楼建筑火灾往往比普通建筑火灾严重，其主要有以下几个不同：（1）停车楼空间体积较大，防火和防烟的分区较为困难，当氧气充足时火势蔓极为剧烈；（2）大量汽车被烧毁，火灾荷载较其他普通建筑火灾大很多，产生巨大的浓烟并可能导致爆炸，也使停车楼的预应力承重构件失去抗火能力。

（3）停车楼内灭火时也是十分困难，其结构和功能复杂，火灾发生时很难确定火源的大致位置，加之建筑面积和烟气浓度较大，消防用水很难全面积覆盖，使大空间建筑火灾的扑灭难度加大。

（4）停车楼内火灾一旦发生，逃生通道有限，人员疏散困难，生命安全受到威胁。

同时产生不可估量的财产损失，严重影响社会的和谐发展和经济的稳步增长，也引起了广大人民群众的不满。

基于FDS的倾斜巷道火灾数值模拟与实验研究当前,国内外研究矿井火灾的方法主要有实验研究、数值模拟及理论计算三种方法,其中,实验中很难构建与井下真实环境相一致的实验条件,尤其是在火灾烟气与巷道围岩进行热交换方面很难做到,所以往往采用数值模拟方法来研究矿井火灾,但数值模拟的准确性无法通过现场真实火灾进行验证,为了验证数值模拟的方法和原理的准确性,本文在实验室进行倾斜巷道火灾实验,得到实验室环境下火灾实验的真实数据,利用FDS软件对实验室环境下的火灾实验进行数值模拟,将实验与模拟结果进行分析比较。

本文采用自行设计的巷道火灾实验系统,在无机械通风条件下测得不同倾斜角度的非绝热铁质模型巷道发生火灾时各测点温度、风速及巷道两端压差,同时对不同倾角下的巷道模型壁面温度变化情况进行测量,进而计算出模型巷道壁面的导热量并且得到模型巷道壁面导热量随着巷道倾角增大而减小。

以计算流体力学和传热学为基础,利用FDS建立了与实验模型相同的物理模型,对壁面绝热与非绝热条件进行模拟,得出绝热条件下巷道内温度、风速和巷道两端压差均高于非绝热条件下各参数,其燃烧过程壁面的热量损失对巷道内温度场、速度场与压力场等的影响较大。

将非绝热条件下模拟得到的温度、风速及巷道两端压差等数据,与实验数据进行比较,二者总体变化趋势一致性较好,但结果存在差异,在火灾发展初期及稳定期温度、风速及压力测点的实验测量值均高于模拟值,其主要原因在于模拟时默认模型外部空气温度是恒定温度,而实际情况下模型壁面与室内空气会进行热交换,室内温度会随实验进行而升高,从而影响模拟结果,所以日后在模拟巷道火灾设置边界条件时必须考虑火灾烟气与围岩的热交换。

同时从巷道内流场湍流强度的角度分析了湍流强度对巷道壁面与高温气体间的对流换热的影响,进一步验证了数值模型的准确性。

T=500s时的火灾发生状况
T=600s时温度分布
FDS应用例-2：隧道火灾模拟
FDS应用例-3：喷淋系统动作模拟
FDS在保险业应用展望

估算可能最大损失（PML） 评估喷淋系统的有效性

结束
对一个5.2m×4.6m×2.4m
的单室进行了火灾模拟，室内设 有沙发、床、椅子、地毯等家具。室内有窗和门，以保证 通风和排烟的目的；房间墙壁是由石膏制成，室内装潢是 由纺织物和泡沫塑料组成。 根据房间的特性和布置情况，起火处设置在沙发上，设定 其热释放率为1,000kw/m2。模拟时间设定为600s。
火灾场景布置

通过对火灾场景的描述，利用FDS软件完整的模拟了单室火灾发生的全 过程。左图显示了在T=500s时的火灾发生情况，从图中可以看出在此 时刻房间内的可燃物全部起燃。右图表示了在T=600s时，X=2.6m 时的 温度分别情况，能够看出单室下部的温度在280℃左右，而上部的温度 已经达到了1,000℃以上。


FDS能模拟下列现象：
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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 固体燃料的热解 火灾蔓延和火焰传播 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
FDS的特点




FDS采用那维尔一斯托克斯方程(粘性流体方程)来对于低速、热驱动流 进行定量计算律。 FDS提供了两种数值模拟方法:直接数值模拟(Direct Numerical Simulation，DNS)和大涡模拟(Large Eddy Simulation，LES)。DNS主 要适用于小尺寸情况下的火焰结构分析，LES则适用于大空间建筑结构 内的烟气流动过程研究。 FDS采用了两种燃烧模型:有限反应率(Finite-rate Reaction)燃烧模 型和混合分数燃烧模型。前者适用于直接数值模拟，后者适用于大涡 模型。 FDS对模拟空间的所有固体表面均赋予热边界条件，并规定了其材料的 燃烧特性，均采用经验公式进行处理。 FDS软件还附带有一个独立的可视化Smokeview程序，用于展示和查看 FDS的模拟计算结果。