FDS介绍
- 格式:pdf
- 大小:157.08 KB
- 文档页数:4
FDS技术介绍范文FDS(Flammable Destruction System)技术是一种用于可燃物处理的先进技术,它通过高温燃烧将可燃物转化为无害的废气和可回收的能源。
该技术适用于处理各种可燃物,如固体废弃物、液体废弃物和气体废弃物等。
FDS技术的基本原理是将可燃物物质引入到一个密封的燃烧室中,并在高温和高速的氧燃烧条件下进行燃烧。
在这个过程中,可燃物物质会被完全氧化,生成二氧化碳和水蒸气等无害物质,并释放出大量的热能。
这种燃烧过程称为完全燃烧,能够有效地消除有害气体和有机废物。
与传统的焚烧技术相比,FDS技术具有以下几个优势:1.高效能源回收:FDS技术能够将可燃物转化为高温高压的燃烧煤气,这些煤气可以通过余热回收装置用于发电或供热,实现能源的再利用,提高能源的利用效率。
2.无二次污染:FDS技术的燃烧过程是在密封的环境中进行的,可以有效地防止有害气体和颗粒物的外溢,从而避免了二次污染的产生。
3.安全可靠:FDS技术采用了先进的自动控制系统,能够实时监测和控制燃烧过程中的温度、压力和气体浓度等参数,保证了设备的安全运行。
4.多功能化运用:FDS技术除了用于处理常规的固体废弃物和液体废弃物外,还可用于处理有机溶剂气体、危险废物和VOCs等特殊废气,具有广泛的应用前景。
FDS技术的应用领域非常广泛。
在城市生活垃圾处理方面,FDS技术可以将垃圾燃烧成无害物质,实现垃圾的无害化处理,并为城市供热或发电提供可再生能源。
在危险废物处理方面,FDS技术可以将危险废物彻底转化为无害物质,避免了对环境和人体的污染。
在化工和制药行业中,FDS技术可以用于处理有机溶剂和VOCs废气,减少有机污染物的排放,保护环境和员工的健康。
尽管FDS技术在可燃物处理方面具有许多优势,但也存在一些挑战。
首先是设备的高成本和复杂性,需要投入较大的资金和技术支持。
其次,对于特殊的废气处理场景,FDS技术需要根据不同的情况进行定制设计,增加了工程的复杂性和难度。
FDS入门教程范文FDS(Fire Dynamics Simulator)是一种用于模拟火灾动力学的计算机模拟软件。
它可以模拟火灾的发展过程,包括火源的燃烧、火势的扩展、热量的传递等。
本文将介绍FDS的入门教程。
二、运行FDS安装完成后,可以开始运行FDS。
首先,打开FDS软件,并选择一个工作目录。
工作目录用于存放输入文件和输出结果。
创建完输入文件后,保存文件并返回到FDS软件界面。
在软件界面中,点击“计算”按钮开始计算火灾场景。
软件将根据输入文件的内容进行模拟,并生成相应的输出结果。
三、分析输出结果计算完成后,可以查看输出结果。
FDS生成的输出结果包括火势的热图、烟气浓度图、温度分布图等。
可以通过软件提供的图形用户界面来查看结果,并进行一些分析和后处理。
热图用不同颜色表示火势的强度,红色表示高温和强火势,蓝色表示低温和弱火势。
烟气浓度图显示了烟气在场景中的分布情况,可以帮助评估火灾对人员的危害程度。
温度分布图显示了场景中不同位置的温度分布情况,可以帮助评估火灾的热量传递和燃烧情况。
四、优化和改进模型根据输出结果,可以进行一些优化和改进。
例如,如果发现烟气浓度过高,可以调整通风系统或增加安全出口来改善室内环境。
另外,还可以尝试使用不同的燃料类型或调整燃烧速率,以改变火势的扩展速度和强度。
此外,还可以对模型进行参数敏感性分析和验证。
参数敏感性分析可以帮助确定哪些参数对结果影响最大,以便优化模型和计算效率。
验证可以与实际火灾场景进行比较,以评估模型的准确性和可靠性。
总结。
1 前言FDS以网格作为最小计算单位,网格的大小是模型中最重要的数字参数,它规定了模型内部偏微分方程在空间和时间上的精度。
FDS 在每一个离散时间步内计算出每一个网格内的温度、密度、压力、速度和化学成分等。
因此,良好的网格划分能得到较精确的计算结果,而如何实现“好”的划分则并非易事。
理论上讲,网格划分越细,计算结果越精确,而一个火灾场景通常有数十万甚至数百万的网格,以及成千上万个时间步。
因此,考虑到计算机的性能和对计算时间的控制,这种理论方法实践起来非常困难。
FDS在对空间和时间的预测上具有二阶精度,即对网格进行一次二分能降低方程的离散错误。
但由于方程是非线性的,降低离散错误可能不会同等地降低输出结果的错误。
而且每对网格进行一次二分,计算时间就增长24=16倍。
因此,最终只能在模型精度和计算机性能之间取平衡点,在合理的计算时间内得到合理的计算结果FDS软件是由美国标准与技术研究所(NIST)开发的,用于预测在拟定的最不利条件下导致火灾的环境。
该模型经过了大型及全尺寸火灾实验的验证,其计算结果与实际比较吻合,因而被广泛使用。
FDS是以火灾中流体运动为主要模拟对象的计算流体动力学软件。
该软件采用数值方法求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动N-S方程,重点计算火灾中的烟气和热传递过程。
FDS旨在解决消防工程中的实际问题,同时也可以为火灾科学的理论研究作指导。
进行FDS模拟是为了得到一系列有关烟雾、温度、毒气等相关参数,再对实际工程进行设计,以保证一旦火灾发生,其烟雾保持在一定的疏散高度之上,毒气的浓度在一定的范围内,从而不会威胁到疏散人员的安全[2]。
FDS火灾模拟软件包含FDS和SomkerView 2部分。
FDS是软件的主体部分,主要完成模拟场景的构建和计算,而SomkerView是FDS 计算结果后处理程序,它既能处理动态数据也能显示静态数据,并将这些数据以二维或三维形式显现出来。
模型的输入数据包括:空间环境温度,建筑内物品的燃烧性质,灭火系统的影响,烟气的性质,是否考虑某些障碍物的影响,为收集有用数据所需的模拟时间,网格划分(计算精确度),所需要测量的数据类型及位置,火源种类及初始温度等。
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工艺技术要求FDS (Flexible Display System) 是一种新型显示技术,其具备柔性和可弯曲的特点,可以广泛应用于智能手机、平板电脑、电子书等电子产品中。
FDS 技术要求具体包括以下几点:1. 基质技术要求:FDS 的基质是柔性的,需要能够长时间保持其形状和弯曲性,在弯曲过程中不产生损伤。
基质材料的选择应具备高弯曲性能、高耐疲劳性、稳定的机械性能以及良好的耐高温性,以确保显示屏的可靠性和耐用性。
2. 线路设计要求:FDS 的线路是采用柔性基板上的导线连接显示模块,需要考虑线路的柔性和导电性能。
线路设计应合理布局,确保其能够适应显示屏的弯曲和摺叠,防止线路脱落和短路等问题的发生。
此外,线路材料也应具备良好的绝缘性能和抗氧化性,以提高线路的可靠性和稳定性。
3. 电子元器件要求:FDS 中的电子元器件需要具备柔性和可靠性。
传统硬性组件在FDS中一般需要进行转化,例如使用柔性电路板替代刚性电路板,使用柔性电解质电容器替代刚性电解质电容器等。
电子元器件的选择应考虑到其对柔性显示屏的适应性和稳定性,以确保显示屏的正常工作。
4. 生产工艺要求:FDS 的生产工艺需要具备高精度和高效率。
生产工艺要求包括基质制备、线路制备、元器件安装和封装等环节。
基质制备需要采用适合的材料和加工工艺,确保基质的柔性和稳定性。
线路制备需要采用精确的工艺和设备,确保线路的质量和稳定性。
元器件安装和封装要求快速、准确、可靠,以提高生产效率和产品质量。
5. 质量控制要求:FDS 的质量控制需要严格把控各个环节的质量,包括原材料的质量评估、制造过程的质量控制和成品的质量检测。
原材料的质量评估需从供应商处获取相关认证和检测报告。
制造过程的质量控制需要建立完善的生产控制流程和质量检测手段,确保生产过程的稳定性和产品的一致性。
成品的质量检测需要采用多种手段,包括外观检测、电性能测试、可靠性测试等,以确保产品符合相关规范和标准。
疲劳损伤谱(FDS)的基本原理01—概述我们在进⾏车辆可靠性耐久性研究时,需要设法对耐久载荷的强度进⾏量化评估,伪损伤值是最常⽤的⼀种⼿段。
伪损伤值不考虑具体结构,直接把各种载荷信号都看作⼴义应⼒,以⼴义应⼒为输⼊,使⽤指定的标准SN曲线,再按照与计算真实疲劳损伤相同的⽅式进⾏循环计数和损伤累积。
伪损伤值因为计算简单,且只是信号本⾝的特性,不涉及具体结构,所以在整车及零部件耐久试验中获得了⼴泛应⽤。
伪损伤值的最⼤局限性在于其忽略了信号的频域特性,对载荷强度只能粗略评估,⽆法体现载荷作⽤于不同固有频率的结构时的差别。
疲劳损伤谱(Fatigue DamageSpectrum,简称FDS)也是载荷信号本⾝的⼀种特性。
疲劳损伤谱描述了载荷信号作⽤于单⾃由度振动系统所造成的疲劳损伤值与单⾃由度系统固有频率之间的关联。
因为它考虑了频率的影响,与伪损伤值相⽐,能更准确的反应载荷信号对实际结构的破坏能⼒。
02—疲劳损伤谱的计算流程疲劳损伤谱的计算流程简述如下:1. 将载荷信号施加于图1所⽰的⼀系列线性单⾃由度质量-弹簧系统,分别计算出各单⾃由度系统相对于⽀座的位移的时间历程z(t)。
2. 单⾃由度系统的应⼒与相对位移z(t)成正⽐,所以我们可得到应⼒的时间历程σ(t)=Kz(t)。
3. 对应⼒时间历程σ(t)进⾏峰⾕值编辑和⾬流计数,提取出应⼒循环。
4. 使⽤标准SN曲线,根据Miner线性损伤累计准则,计算出每个单⾃由度系统的疲劳损伤值。
5. 最后以单⾃由度系统的疲劳损伤值D为横轴,以单⾃由度系统的固有频率f0=ω0/2π为纵轴,绘制成⼀条曲线D(f0) ,该曲线就是载荷信号的疲劳损伤谱。
单⾃由度系统的阻尼特性会影响其应⼒响应值,所以计算疲劳损伤谱之前需要指定阻尼参数,通常指定阻尼⽐ξ=C/2√Km,也可指定品质因⼦Q=1/2ξ。
图1 ⽤于计算疲劳损伤谱的单⾃由度振动系统计算疲劳损伤谱所⽤的SN曲线不是某种材料的实际曲线,⽽是简化的标准曲线,通常使⽤双对数坐标系下的斜直线,如图2。
FDS入门教程范文FDS(Fluent Discrete Systems)是一种基于模型检测的形式化方法,主要用于系统的验证和分析。
在FDS中,系统被建模为一个有限状态机,通过定义系统的状态、转移和属性等来描述系统的行为。
FDS提供了一种形式化的方法,可以对系统进行全面而详细的分析,以发现系统中可能存在的问题和错误。
下面是一个FDS入门教程,将介绍FDS的基本概念、建模方法和验证过程。
一、FDS基本概念1. 状态(State):系统在一些时间点的状态被定义为系统中所有组件的取值。
例如,一个简单的灯泡系统可以具有两个状态:开和关。
2. 转移(Transition):系统在不同状态之间的转换被定义为从一个状态到另一个状态的过渡。
转移可以由条件和动作组成。
条件是指导系统转移的前提条件,动作是在转移发生时执行的操作。
3. 属性(Property):系统行为的属性可以用来描述系统的要求和要求。
例如,一个灯泡系统的属性可以是“当开关关闭时,灯泡必须关闭”。
二、FDS建模方法1.确定系统状态:首先要明确定义系统中的状态。
系统中的状态是由系统组件的取值定义的。
例如,灯泡系统可以有两个状态:“灯泡开启”和“灯泡关闭”。
2.定义状态转移:在FDS中,状态转移由条件和动作组成。
条件指定转移发生的前提条件,动作指定在转移发生时要执行的操作。
例如,当灯泡系统中的开关打开时,灯泡状态从关闭转换为打开。
3.定义属性:属性用于描述系统的要求和要求。
可以定义多个属性来描述不同的系统行为。
例如,灯泡系统的属性可以包括“当开关关闭时,灯泡必须关闭”。
三、FDS验证过程1.建立模型:首先,根据系统的需求和设计,使用FDS建立系统模型。
在模型中,明确定义系统的状态、转移和属性。
2.定义属性:根据系统需求,定义要验证的属性。
属性应该准确、完整地描述系统的要求和要求。
3.验证模型:使用FDS工具对建立的模型进行验证。
FDS工具将检查模型是否满足定义的属性。
63工程计算应用软件系列介绍火灾动态模拟器FDS软件介绍李 萍 上海超级计算中心 上海 201203 pli@ssc.net.cn摘要:FDS(Fire Dynamics Simulator)作为研究火灾中烟气传播规律以及火灾预防研究的开源代码,在科学研究和工程实践中得到日益广泛的应用,本文简要介绍了该软件的特点、安装平台、编译、使用方法以及注意事项,在文章末尾给出了几个典型的应用实例。
1. 简介FDS(Fire Dynamics Simulator)是美国国家标准研究所(NIST:National Institute of Standards and Technology)建筑火灾研究实验室(Building and Fire Research Laboratory)开发的模拟火灾中流体运动的计算流体动力学软件。
该软件采用数值方法求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动的NS方程(粘性流体NavisStokes),重点计算火灾中的烟气和热传递过程。
由于FDS是开放的源码,在推广使用的同时,根据使用者反馈的信息持续不断地完善程序。
因此,在火灾科学领域得到了广泛应用。
其源码可以从www.fire.nist.gov/fds/下载并学习。
该软件发展到现在已有25年的历史,在九十年代中期,LES(large-eddy simulation)、NIST-LES、LES3D、 IFS(Industrial Fire Simulator)和ALOFT(A Large Outdoor Fire Plume Trajectory)等代码统一被整理发展成为FDS,从2000年开始对外发布,2001年12月发布第二版,2002年12月发布了第三版,2004年8月发布了第四版,2005年发布了第五版,当前版本为5.2。
该程序源码包括25个独立的Fortran文件,每个都是模型相关的程序,比如:质量方程、动量方程、能量方程、压力求解、灭火洒水等。
fds紧固工作原理
FDS(Fastener Driving System)紧固工作原理是利用电机转动
传动机构,通过高速转动的机械零件来驱动和实现紧固螺钉的操作。
具体工作原理如下:
1. 电机:FDS采用电动机作为动力源,通过供电使电机转动。
2. 传动机构:电机通过传动机构将高速旋转的力传递给螺钉。
传动机构通常包括齿轮和曲轴等零件。
3. 收缩机构:FDS通常还具备收缩机构,用于将螺钉导向并
固定在适当的位置。
4. 锁紧机构:在转动过程中,FDS会调整其工作方向,将螺
栓或螺钉置于正确的位置,并进行锁紧。
通过以上工作原理,FDS可以高效地实现对螺钉的快速紧固,并且适用于各种自动化和机械化的生产环境。
FDS工艺介绍FDS(Front End Schedule,前端排期)工艺是一种项目管理工艺,主要用于计划和控制项目的前期工作。
该工艺在项目开始前制定项目计划、交付物、资源需求和时间表,并根据实际进展情况进行调整和更新。
本文将详细介绍FDS工艺的原理、流程和应用。
FDS工艺的原理是在项目开始前的前期规划阶段,通过制定详细的计划和时间表,确保项目能够按时交付,并减少不必要的风险。
通过FDS工艺,项目管理人员可以清楚地了解项目的范围、目标和关键路径,在充分了解项目需求的基础上,合理分配资源和制定项目进度计划。
1.编制项目计划和时间表:项目管理人员在项目开始前会根据项目的需求和目标,制定详细的项目计划和时间表。
这些计划和时间表包括项目的范围、进度、资源需求等信息,以确保项目能够按时交付。
2.制定交付物和阶段性目标:在项目计划中,项目管理人员会明确项目的交付物和阶段性目标。
通过清晰地定义这些目标,可以使项目团队更好地明确工作内容和优先级,并有效地推进项目进展。
3.分配资源和人力:根据项目的需求和计划,项目管理人员会适当分配和调整项目所需的资源和人力。
这包括分配专门的项目经理和团队成员,确保项目进展顺利。
4.监控和调整进度:在项目实施过程中,项目管理人员会根据实际进展情况,不断监控和调整项目的进度。
通过及时更新项目时间表,并采取必要的措施,确保项目能够按时完成。
5.风险管理:FDS工艺中,风险管理是一个重要的环节。
项目管理人员需要对项目可能面临的风险进行评估,并制定相应的风险应对措施。
这样能够在项目实施过程中及时应对风险,减少不确定性对项目进度的影响。
FDS工艺在项目管理中应用广泛,特别适用于复杂和大型项目。
它能够帮助项目管理人员全面了解项目需求和目标,制定详细的计划和时间表,并根据实际情况进行调整和更新。
通过FDS工艺,项目管理人员可以更好地控制项目进度,减少风险,并确保项目能够按时交付。
总之,FDS工艺是一种非常重要的项目管理工艺。
FDS技术介绍范文
火灾探测和报警系统(Fire Detection and Alarm System,FDS)是
一种用于监测和识别可能发生火灾的技术,可以帮助及时发现火灾,防止
火灾造成重大损失。
FDS具有自动监控、报警和控制设施、安全报警装置
和信息传输设备等多种不同的功能内容。
FDS系统具有及时报警、安全可靠、可靠自动报警等优点,能够提供到位、准确的火警信息。
FDS系统的基本构成包括控制器、探测器、喇叭、火灾报警按钮和报
警面板等设备。
其中,控制器作为FDS系统的控制中心,负责发出报警信号,采集及存储火情信息,并将报警信号发送至机房安全监控中心。
探测
器是检测火灾的核心,根据探测到的火灾特征和变化,能够及时发出报警
信号。
喇叭是FDS系统中报警信息的传播媒介,可以发出清晰的音频信号,增强报警信息的及时性和实时性。
火灾报警按钮可以帮助火灾人员直接报警,使得FDS系统可以更快更准确的发现火灾,以保障人员的安全。
报警
面板是火灾报警面板,它可以显示出FDS系统中存在的报警信号或火灾位
置等信息,帮助火灾报警中心快速处置火灾事件。
FDS系统的安装首先应调查和分析火灾发生的起因和可能性,以确定
其安装的目的、位置。
63工程计算应用软件系列介绍火灾动态模拟器FDS软件介绍李 萍 上海超级计算中心 上海 201203 pli@ssc.net.cn摘要:FDS(Fire Dynamics Simulator)作为研究火灾中烟气传播规律以及火灾预防研究的开源代码,在科学研究和工程实践中得到日益广泛的应用,本文简要介绍了该软件的特点、安装平台、编译、使用方法以及注意事项,在文章末尾给出了几个典型的应用实例。
1. 简介FDS(Fire Dynamics Simulator)是美国国家标准研究所(NIST:National Institute of Standards and Technology)建筑火灾研究实验室(Building and Fire Research Laboratory)开发的模拟火灾中流体运动的计算流体动力学软件。
该软件采用数值方法求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动的NS方程(粘性流体NavisStokes),重点计算火灾中的烟气和热传递过程。
由于FDS是开放的源码,在推广使用的同时,根据使用者反馈的信息持续不断地完善程序。
因此,在火灾科学领域得到了广泛应用。
其源码可以从www.fire.nist.gov/fds/下载并学习。
该软件发展到现在已有25年的历史,在九十年代中期,LES(large-eddy simulation)、NIST-LES、LES3D、 IFS(Industrial Fire Simulator)和ALOFT(A Large Outdoor Fire Plume Trajectory)等代码统一被整理发展成为FDS,从2000年开始对外发布,2001年12月发布第二版,2002年12月发布了第三版,2004年8月发布了第四版,2005年发布了第五版,当前版本为5.2。
该程序源码包括25个独立的Fortran文件,每个都是模型相关的程序,比如:质量方程、动量方程、能量方程、压力求解、灭火洒水等。
该软件就有很大的开放性,其源码放在特定的ftp上,即使做了小的改动,也可以在ftp上发现新文件;除此之外,专门的讨论区便于使用者交流经验与发现问题。
Smokeview是用于展示FDS模拟结果的可视化程序。
2. 软件特点FDS自2000年公开发布以来受到了普遍的关注,据统计,该模型大约一半应用于烟气控制系统和喷头、探测器的激活启动的研究设计,另一半应用于居民和工业建筑火灾后的重建和修复设计。
通过一系列的发展,FDS致力于解决火灾保护工程中的实际消防问题,与此同时,也为火灾动力学和燃烧的理论研究提供工具。
1.流体动力学模型:FDS数值求解热驱动下低速流动的N-S方程。
其核心算法为显式预估校正方案,时间和空间采用二阶精度,湍流采用Smagorinsky形式的大涡模拟(LES,Large Eddy Simulation),在足够细的网格下能实施直接模拟(DNS, Direct Numerical Simulation),缺省状况下使用LES。
采用拉格朗日粒子法追踪洒水和燃料喷雾模型。
2.燃烧模型:对于大多数应用,FDS采用混合物燃烧模型。
该模型假设燃烧混合控制,燃料和氧气反应速度无限快。
主要反应物和生成物的质量分数通过”状态关系”从混合物分数中得到,通过简单分析和测量的结合得到经验表达式。
3.辐射输运:辐射热传递通过求解非扩散气体的辐射输运方程得到,在有些特殊情况下采用宽带模型。
与对流输运方程一样,此方程求解也采用有限体积法。
此方法使用约100个离散的角,有限体积解法需要15%的计算机CPU运行时间,对于解决复杂的热辐射传导问题这个代价是适度的。
水滴可以吸收热量辐射,在包含水幕喷雾的情况下是很重要的,在所有设自动喷水灭火系统的情况下都很有用。
吸收系数通过Mie理论得到。
4.几何:FDS基于直线性网格求解控制方程。
所以在直接建模时,要注意所建实体区域为矩形以适应背景网格。
64《高性能计算发展与应用》 2009年第一期 总第二十六期5.多重网格:多网格用来描述计算中需使用多个矩形网格的。
当计算区域的划分不可能只用一种矩形网格完成时可以设置多个矩形网格。
6.边界条件:所有固体表面都指定热量边界条件和燃料燃烧信息。
通常,燃料属性储存在数据库中用名称调用。
表面之间的热和质量用经验公式计算,但DNS模拟时热和质量的传导可以通过计算直接得到。
7.FDS模型除了输出各种原始数据外,还提供了多个图形输出模式,有助于直观地观察数据,如“截面文件”、“等值面”、“电热偶”及“边界条件”等。
截面文件为彩色的切片,或贯穿整个控制体的断面,通过这个断面可以直观地观察气体温度的动态变化。
8.FDS5.0新增特点:FDS5在处理固体边界以及气相燃烧方面有着重要的改变。
主要体现在:采用了多步燃烧能够模拟局部火焰的熄灭、CO的生成,更准确地计算热释放率;可以模拟多层材料的固体结构;更加灵活地处理洒水器、热探测器以及烟雾探测器等设备的启动以及洒水模拟启动后对火灾发展的影响;提高了多重网格能力,增加了处理背压与大气压不相同状况的能力,提高了运用MPI的并行处理能力。
3. 安装编译3.1 软件推荐安装编译硬件需求:FDS需要较快的CPU和充足的RAM,推荐最小配置为1GHz CPU和512MB RAM,当然配置越高越好,CPU速度决定计算需要多长时间,RAM决定可以计算多少网格,同时需要较大的硬盘空间存储输出数据,一般来说,单个计算结果文件要超过1GB,较快的网络有利于减少数据传输的延迟。
计算机操作系统(os)和软件要求:当前的FDS和Smokeview可以在Microsoft Windows, Mac OS X及各种类型的Unix/Linux安装并运行。
对于MS windows系统,可以从官方网站上下载到已经编译好的可执行文件;而Linux、Unix和Mac系统推荐下载源码在本机上进行编译(Fortran 90和C编译器)进行编译后再使用,这样可以避免直接下载得可执行文件由于信息库的不兼容性造成不可用。
需要说明的是,Somkeview作为后处理软件在不支持图形化的机器上是不能运行的。
若需进行并行计算,需要安装相应的MPI。
如果有旧版本在该机器上成功编译并执行过,新版不用编译便可执行,若是第一次执行,则需要编译。
表1列出了目前版本包含的所有源码,源码主要是有25个Fortan 90的文件,加上用于监控输出文件的C代码 isob.c。
串行版本的FDS采用main.f90编译 ,并行版本需要 main_mpi.f90编译, 编译时从可以从网站上下载Makefile文件,编译时需要按照下表列出的顺序,对于Unix/Linux用户来说,不同平台Makefiles可以用于协助编译。
3.2 曙光4000A上的安装编译硬件:Cluster机群,单节点四路 AMD Opteron 850, 8G RAM操作系统:TurboLinux 8.0 64 Bit Server Edition编译器:PGI6.0.8 通讯库: MPICH1.2.6 GM2.1.2软件安装与编译:1. 下载FDS的源代码(目前下载到的为:FDS5_RCB_Source_Archive.zip)以及makefile文件。
2. 拷贝下载的文件到用户自己的安装目录( ̄/fds),解压文件,在提示符下输入:mkdir  ̄/fds ,通过ftp上传下载的文件到该目录下,在fds目录下建立文件夹FDS5Source,解压源码文件到  ̄/fds/FDS5Source目录下。
3. 建立执行文件夹 ̄/fds/FDS5,拷贝makefile文件到此目录下,修改makefile文件中VPATH 的值,在此处为:VPATH=../FDSSource。
4. 编译,登陆到相应的计算节点,分别编译完成串行以及并行,make target。
编译完成后,生成相应的执行文件, fds5_intel(串行) fds5_mpi_intel(并行),文件名称与makefile中的输入以及所使用的编译器相匹配。
表1 FDS源码列表65工程计算应用软件系列介绍4. 使用步骤 FDS软件包含FDS和Smokeview两部分,FDS是主体用于模拟计算,Smokeview是用于查看FDS计算结果的可视化软件。
其计算流程如图1所示,具体使用的步骤为:4.1 建立输入文件在使用FDS5.0进行计算时,用户需要准备一个输入文件,其扩展名为.fds,在以前版本中其扩展名为.data,它提供了要考虑描述情景必要的说明。
FDS输入文件用来指定工程名、计算区域的大小、网格的大小、计算时间、周围环境情况、建筑物的几何特性、材料属性、燃烧特性、固体边界条件、探测器设置、烟气特性等,以及要预期输出的计算结果,其中工程名、计算区域、网格和计算时间是最基本的设置。
输入文件中每行都是以“&”开头紧接着名单群(如开头、表格、时间等等),接着是一个空格或者逗号,用来划分群组中参数列,每行以“/”结尾,下面给出简单的例子:&HEAD CHID=’sample’, TITLE=’A Sample Input File’/&GRID IBAR= 24, JBAR= 24, KBAR= 48/&PDIM XBAT0=-.30, XBAR=0.30, YBAR0=-.30, YBAR=0.30, ZBAR=1.2/&TIME TWFIN=10. /&MISC RADIATION= .FALSE. /&SURF ID=’burner’, HRRPUA=1000. /&OBST XB=-.20, 0.20, -.20, 0.20, 0.00, 0.05, SURF_IDS=’burner’/ &VENT CB=’CBAT’, SURF_ID=’OPEN’ /&VENT CB=’ ZBAR’, SURF_ID=’OPEN’/&SLCF PBY=0., QUANTITY=’TEMPERATURE’ /&BNDF QUANTITY=’HEAT_FLUX’ /在建立一个输入文件时,推荐的做法为在简单例子基础上修改。
当计算结束后,可以输出点数据、面数据、物体表面数据、等值数据和静态数据等,每种数据都包含有温度、速度矢量、压力、组分体积分数、碳黑密度、可见度、减光系数等等。
并可以利用FDS后处理软件SmokeView来动态显示计算结果。
4.2 运行FDS以版本5为例进行说明,FDS既可以单机运行(执行命令为fds5.exe),也可以mpi的并行(执行命令为fds5_mpi.exe),不管单机运行还是并行运行输入文件是一样的。
单机运行在命令提示符输入fds5.exe job_name.fds,并行运算时使用得命令为mpirun -np n fds5_mpi.exe job_name.fds,其中,n为计算使用的cpu数目;job_name.fds为输入文件的名称,“jobname”代表可以确定模拟的任意特征,与计算相关的所有结果输出文件名都具备这一共有名称,除了输入文件以外,还有一些包含模拟输入参数的外部文件,其包含表述材料的参数、喷头信息等,把这些文件放在一个特定文件夹下。