Modelowanie pożarów. Ćwiczenia laboratoryjne. Ćwiczenie nr 4 Fire Dynamics Simulator wprowadzenie Przebieg ćwiczenia. Opracowali:

Transkrypt

1 Modelowanie pożarów Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenie nr 4 Fire Dynamics Simulator wprowadzenie Przebieg ćwiczenia Opracowali: kpt. mgr inż. Mateusz Fliszkiewicz kpt. mgr inż. Andrzej Krauze Warszawa, 2015

2 1. Omówienie pliku wejściowego a. Uruchom w edytorze tekstu np. GEdit plik wejściowy do symulacji: Wyszukaj plik zadanie1.fds b. Komendy pliku wejściowego &HEAD komenda nagłówka definiująca min. nazwę plików wyjściowych oraz tytuł symulacji &MESH komenda definiująca właściwości siatki obliczeniowej &TIME komenda definiująca czas obliczeń &MISC komenda wprowadzająca dodatkowe - niestandardowe warunki brzegowe &SURF komenda definiująca warunki brzegowe powierzchni obiektów &OBST &HOLE komenda definiująca geometrię obiektu &TAIL komenda końca pliku wejściowego c. Parametr XB opisuje współrzędne położenia obiektu w trzech wymiarach

3 d. Siatka obliczeniowa: Część wykonywanych obliczeń przez program FDS wykorzystuje Szybkie Transformacje Fouriera. Drugi (oś y) oraz trzeci (oś z) wymiar siatki powinien być zgodny z następującą zależność: 2 l 3 m 5 n gdzie l, m, n są liczbami naturalnymi, np. 64 = , 72 = Zaleca się również, aby pierwszy wymiar siatki spełniał powyższą zależność. Niespełnienie tego warunku może spowodować spowolnienie oraz niestabilność obliczeń.

4 2. Uruchamianie programu FDS5 oraz programu Smokeview a. Przekopiuj folder zadanie1 na Pulpit: Zakładka modelowanie->04_fds_wprowadzenie->zadanie1 b. Uruchom wybraną lokalizację w terminalu: Otwórz folder zadanie1 Kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz opcję Uruchom w terminalu c. Uruchom obliczenia programu FDS5 wpisując komendę: fds5 zadanie1.fds d. Uruchom program Smokeview po wykonaniu obliczeń: smv zadanie1.smv e. Ostatnią komendę w terminalu powtarza się klikając strzałkę w górę. 3. Modyfikacja pliku wejściowego a. Zmodyfikuj kolory poszczególnych powierzchni: DOMYSLNA -> WHITE STROP -> BLACK SCIANY -> BRICK b. Pamiętaj zapisać plik wejściowy po każdej modyfikacji. c. Aby sprawdzić wprowadzone zmiany uruchom program fds5, a następnie podejrzyj zmiany w programie Smokeview. d. Dodaj parametr przezroczystości do powierzchni strop : TRANSPARENCY=0.5 e. Dodaj drzwi w ścianie pokoju: &HOLE XB=1.5,2.5, 3.9,4.2, 0.0,2.0 / f. Zamień siatkę obliczeniową (zgodnie z instrukcją FDS5) tak, aby po jednym boku powstał korytarz: &MESH IJK=80,120,32, XB=-1,7.0, 0.0,12.0, 0.0,3.2 / g. Dodaj drugie pomieszczenie: &OBST XB=4.2,4.3,6.1,12.0,0.0,3.0, SURF_ID='SCIANY' / &OBST XB=0.0,4.2,11.9,12.0,0.0,3.0, SURF_ID='SCIANY' / &OBST XB=0.0,0.1,6.1,21.0,0.0,3.0, SURF_ID='SCIANY' / &OBST XB=0.0,4.3,6.1,12.0,3.0,3.1, SURF_ID='STROP' / &HOLE XB=4.1,4.4, 7.0,8.0, 0.0,2.0 /

5 h. Otwórz domenę obliczeniową w kierunku Y max, X min : &VENT XB=4.3, 7.0, 12.0,12.0, 0,3.2, SURF_ID='OPEN' / &VENT XB=-1, -1, 0.0,12.0, 0,3.2, SURF_ID='OPEN' / i. Wprowadź pożar o całkowitej mocy 500kW i powierzchni 2m 2 : &SURF ID='POZAR', HRRPUA=250, COLOR='RED', RAMP_Q='KRZYWA' / &REAC ID='PIANKA', CO_YIELD=0.01, SOOT_YIELD=0.11 HEAT_OF_COMBUSTION=26200 / &VENT XB=1,3, 3,4, 0,0, SURF_ID='POZAR' / j. Dodaj rozwój pożaru: &RAMP ID='KRZYWA', T=0, F=0 / &RAMP ID='KRZYWA', T=20, F=1 / k. Dodaj parametry danych wyjściowych, jakie chcesz otrzymać z symulacji: Powierzchnię temperatury na wysokości 1.8m &SLCF PBZ=1.8, QUANTITY='TEMPERATURE' / Powierzchnię zasięgu widzialności na wysokości 1.8m &SLCF PBZ=1.8, QUANTITY='VISIBILITY' / Izopowierzchnię temperatury o wartościach 60 st. C oraz 100 st. C &ISOF QUANTITY='TEMPERATURE', VALUE(1)=60, VALUE(2)=100 / Punkt pomiarowy temperatury w pokoju i na korytarzu: &DEVC XYZ=3, 4, 2.9, QUANTITY='TEMPERATURE', ID='T-1' / &DEVC XYZ=6, 11, 2.9, QUANTITY='TEMPERATURE', ID='T-2' / l. Ustaw czas obliczeń na 30 sekund. m. Uruchom obliczenia. Obliczenia będą trwać ok. 15 minut. 4. Odczyt oraz analiza wyników symulacji a. Otwórz plik zadanie1.out i przeanalizuj informacje znajdujące się w tym pliku. b. Stwórz wykres mocy całkowitej z wygenerowanych wyników: Wartości mocy pożaru znajdują się w pliku: zadanie1_hrr.csv. Plik należy otworzyć w programie Calc i wygenerować wykres z kolumny HRR. Uwaga, poszczególne pola rozdzielone są przecinkiem. c. Wygeneruj wykres temperatury w mierzonych punktach: Plik: zadanie1_devc.csv

6 d. Wygeneruj zrzuty ekranu z symulacji dla badanych parametrów (temperatura, zasięg widzialności, izopowierzchnie) po 15 i 30 sekundach obliczeń. Zrzuty generuje się poprzez naciśnięcie litery r (render) w programie Smokeview e. Stwórz dokument tekstowy, w którym umieścisz wykresy oraz zrzuty badanych parametrów. Przeanalizuj otrzymane wyniki. Dokument nazwij swoim imieniem i nazwiskiem.