Szczegółowy przebieg ćwiczenia

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: 2l3m5n gdzie l, m,
n są liczbami naturalnymi, np. 64 = 263050, 72 = 2332. 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 Ymax, Xmin:
&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 2m2:
&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.