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
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
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 = 2 6 3 0 5 0, 72 = 2 3 3 2. Zaleca się również, aby pierwszy wymiar siatki spełniał powyższą zależność. Niespełnienie tego warunku może spowodować spowolnienie oraz niestabilność obliczeń.
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 /
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
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.