消防評估軟件中煙氣流動模擬分析軟件中導(dǎo)入C

關(guān)鍵詞：煙氣流動模擬分析軟件，煙氣流動模擬分析軟件（CFD），消防安全評估軟件，結(jié)構(gòu)安全計(jì)算分析軟件

導(dǎo)入CAD模型

在本示例中，將導(dǎo)入一個(gè)CAD文件，然后添加一個(gè)500kW的燃燒器。消防評估軟件

圖1. 本例中的燃燒器火災(zāi)

本示例演示如何：

• 導(dǎo)入CAD文件。
• 增加火焰。
• 僅網(wǎng)格模型的一部分。
• 使用PyroSim結(jié)果查看3D結(jié)果。
• 使用PyroSim查看二維結(jié)果。

在本例中，說明將描述使用菜單對話框輸入的數(shù)據(jù)。這樣做是為了清晰和一致。然而，PyroSim同時(shí)提供繪圖工具和快捷工具欄，可以加速許多任務(wù)。可以嘗試這些替代的模型創(chuàng)建方法。

要選擇國際單位：

1. 在“視圖”菜單上，單擊“單位”，然后選擇“國際單位”以使用公制顯示值。

導(dǎo)入CAD模型

1. 先下載PyroSim示例.zip并提取fbx文件夾。包含CAD模型。
2. 在“PyroSim文件”菜單上，單擊“導(dǎo)入FDS/CAD文件”，然后選擇GettingStartedModel V2 - SimLab”fbx文件。
3. 默認(rèn)選擇都在“導(dǎo)入”對話框中有效，因此單擊每個(gè)窗格上的“下一步”，然后單擊“完成”。
4. 旋轉(zhuǎn)模型以查看和探索。

創(chuàng)建一個(gè)新視圖，該視圖只顯示底層
讓我們添加一個(gè)剪輯到底層的新視圖：

1. 在“視圖”菜單上，單擊“新建視圖”。這將創(chuàng)建一個(gè)名為View01的新視圖。

2. 在“導(dǎo)航”視圖中，在“View01”上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后將其重命名為“Ground Floor”。

3. 在導(dǎo)航視圖中，在“Ground Floor”上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊“添加剖面框”。

4. 在“導(dǎo)航”視圖中，雙擊“剖面”框，然后在“Max Z”框中鍵入2.7. 單擊“確定”。

5. 單擊“重置”。

6. 在“Ground Floor view”上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊“保存視點(diǎn)”以更新查看方向。

將在圖2所示的位置放置一個(gè)0.4×0.4m的火焰。

圖2：一層的火災(zāi)位置

創(chuàng)建網(wǎng)格
在本例中，我們將使用0.2m的網(wǎng)格單元。此值太大，無法正確模擬火災(zāi)，因此我們將在火災(zāi)周圍局部細(xì)化網(wǎng)格。

1. 在“模型”菜單上，單擊“編輯網(wǎng)格”。

2. 單擊“新建”。

3. 單擊“確定”創(chuàng)建網(wǎng)格。

4. 在“Min X”框中鍵入–20，在Max X框中鍵入-1.0.

5. 在“Min Y”框中，鍵入-6.0，在“Max Y”框中，鍵入15.0.

6. 在“Min Z”框中，鍵入0，在“Max Z”框中，鍵入3。

7. 在“X單元格”框中，鍵入95。

8. 在“Y單元格”框中，鍵入105。

9. 在“Z單元格”框中，鍵入15。

10. 單擊“確定”保存更改并關(guān)閉“編輯網(wǎng)格”對話框。

在“導(dǎo)航”視圖中，雙擊默認(rèn)視圖。單擊“顯示網(wǎng)格邊界”和“顯示網(wǎng)格輪廓”以啟用網(wǎng)格的顯示。創(chuàng)建的網(wǎng)格將底層延伸到外部樓梯的邊界，如圖3所示。

圖3：網(wǎng)格顯示。

分裂和細(xì)化的網(wǎng)格

現(xiàn)在，將網(wǎng)格劃分為多個(gè)網(wǎng)格，并在房間里用火細(xì)化網(wǎng)格。
 

1. 在“導(dǎo)航”視圖中的“模型”下，右鍵單擊“GettingStartedModel V2-SimLab.fbx然后單擊“隱藏對象”。這將隱藏幾何圖形的顯示。

2. 在導(dǎo)航視圖中，在“網(wǎng)格01”上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊“拆分網(wǎng)格”。

3. 在“近距離拆分”選項(xiàng)中選擇X，然后在框中鍵入-12.6. 單擊“確定”。

4. 在導(dǎo)航視圖中，在“網(wǎng)格01”上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊“拆分網(wǎng)格”。

5. 在“近距離拆分”選項(xiàng)中選擇“Y”，然后在框中鍵入3.4. 單擊“確定”。

6. 在導(dǎo)航視圖中，在“網(wǎng)格01”上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊“拆分網(wǎng)格”。

7. 在“近距離拆分”選項(xiàng)中選擇“Y”，然后在框中鍵入9.2. 單擊“確定”。

劃分網(wǎng)格形成了一個(gè)新的網(wǎng)格層次結(jié)構(gòu)，作為原始Mesh01的子組。我們將重新組織，但要先將細(xì)化火附近的網(wǎng)格和合并其他網(wǎng)格。

1. 點(diǎn)擊重置。

2. 在工具欄上方，單擊“顯示網(wǎng)格劃分”。

3.按住g鍵，右鍵點(diǎn)擊左邊中間的網(wǎng)格(Mesh01-a-b-a)。單擊細(xì)化網(wǎng)格。

4. 在“優(yōu)化因子”框中，鍵入2。單擊確定。

5. 按住g鍵，右鍵點(diǎn)擊剛才修改過的網(wǎng)格。單擊劃分網(wǎng)格。

6. 在選項(xiàng)旁邊的分隔欄中選擇X并在框中輸入-16.2。單擊確定。請注意，我們在一個(gè)X坐標(biāo)上對細(xì)分網(wǎng)格進(jìn)行了分割，該坐標(biāo)與細(xì)分網(wǎng)格相鄰的粗網(wǎng)格中的網(wǎng)格劃分完全匹配。

7. 按住g鍵和CTRL鍵，點(diǎn)擊頂部的兩個(gè)網(wǎng)格。仍然按住g鍵和CTRL鍵，右鍵單擊合并網(wǎng)格。這將合并兩個(gè)網(wǎng)格。

8. 按住g鍵和CTRL鍵，點(diǎn)擊右邊剩下的兩個(gè)網(wǎng)格。仍然按住g鍵和CTRL鍵，右鍵單擊合并網(wǎng)格。這將合并兩個(gè)網(wǎng)格。

現(xiàn)在模型中有五個(gè)網(wǎng)格。在幾何形狀的限制下，使每個(gè)網(wǎng)格中的單元數(shù)量近似相等，這樣當(dāng)我們解決問題時(shí)，每個(gè)核心將有相似的負(fù)載。圖4顯示了網(wǎng)格以及重命名和重新排列的樹列位置。

圖4：分割、細(xì)化和合并后的網(wǎng)格。

定義反應(yīng)

對于包括燃燒的模擬，用戶必須定義反應(yīng)。

1. 在“模型”菜單上，單擊“編輯反應(yīng)”。

2. 單擊“從庫中添加”。

3. 選擇WOOD_OAK反應(yīng)并將其添加到當(dāng)前模型。

4. 單擊“關(guān)閉”。

5. 單擊“確定”關(guān)閉“編輯反應(yīng)”對話框。

創(chuàng)建火層表面

表面用于定義FDS模型中對象的特性。在本例中，定義了以500KW的速率釋放熱量的燃燒器（火）表面。

1. 在“模型”菜單上，單擊“編輯表面”。

2. 單擊新建。

3.在“表面名稱”框中，鍵入“火焰”。

4. 在表面類型列表中，選擇燃燒器。

5. 單擊“確定”以創(chuàng)建新的燃燒器表面。

6. 在單位面積熱釋放率框，輸入3125.0KW/ m²。火災(zāi)面積為0.16m²，總放熱率為500kw。

7. 在“熱量”選項(xiàng)卡上，將表面溫度更改為500。

8. 單擊確定保存更改并關(guān)閉“編輯表面”對話框

創(chuàng)建火焰
現(xiàn)在在模型中定義了火災(zāi)位置。創(chuàng)建一個(gè)障礙物并將火面指定給障礙物的頂部。

1. 在“模型”菜單上，單擊“新建障礙”。

2. 在ID框中，輸入火災(zāi)障礙物。

3. 單擊“幾何體”選項(xiàng)卡。

4. 在Min X框中，鍵入-18.4，在Max X框中，鍵入-18。

5. 在Min Y框中輸入8.4，在Max Y框中輸入8.8。

6. 在Min Z框中輸入0，在Max Z框中輸入4。

7. 點(diǎn)擊表面選項(xiàng)卡。

8. 點(diǎn)擊多個(gè)。

9. 對于Max Z曲面，選擇火焰。

10. 單擊確定以創(chuàng)建新的障礙物。
 

請注意，我們已確保障礙物的幾何形狀與0.1m的單元格大小一致。這樣就消除了關(guān)于障礙物會吸附到什么尺寸的不確定性。上表面面積為0.16m²，總放熱率為500kw。

打開側(cè)面和頂部的網(wǎng)格

希望網(wǎng)格的邊和頂部是開放的邊界。這是通過在這些邊界上創(chuàng)建開放的表面來實(shí)現(xiàn)的。PyroSim可以自動做到這一點(diǎn)的邊界的一個(gè)網(wǎng)格。

1. 在導(dǎo)航視圖中，在“網(wǎng)格”上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊“打開網(wǎng)格邊界”。這將在每個(gè)網(wǎng)格的邊界邊上創(chuàng)建開放的通風(fēng)口。

2. 由于希望底部是關(guān)閉的，所以展開每個(gè)網(wǎng)格的通風(fēng)口并刪除[ZMIN]通風(fēng)口。
 

添加二維切片平面（等高線平面）

1. 在“輸出”菜單上，單擊“二維切片”。

2. 輸入切片平面，如圖5所示。

3. 單擊“確定”。

4. 可以單擊“顯示切片”按鈕以打開和關(guān)閉切片顯示。

圖5：定義切片平面圖

添加三維切片（等曲面）

1. 在“輸出”菜單上，單擊“三維切片”。

2. 輸入切片平面，如圖6所示。

3. 單擊“確定”。

4. 可以單擊“顯示切片”按鈕以打開和關(guān)閉切片顯示。
 

圖6：3D可見性切片

解決方案的時(shí)間

設(shè)置解決方案結(jié)束時(shí)間

1. 在“分析”菜單上，單擊“仿真參數(shù)”。

2. 在“結(jié)束時(shí)間”框中，鍵入100。

3. 單擊“確定”

創(chuàng)建用于查看結(jié)果的其他視圖

定義內(nèi)部視圖的理想方法是使用漫游工具。練習(xí)：

1. 在導(dǎo)航視圖中，右鍵單擊“模型”，然后單擊“全部顯示”。

2. 單擊“重置”。

3. 單擊漫游。

4. 按住ALT鍵，同時(shí)拖動鼠標(biāo)按鈕以沿Z軸上下移動相機(jī)。

5. 按住CTRL鍵的同時(shí)拖動鼠標(biāo)按鈕，在相機(jī)的XY平面上向前、向后和左右移動相機(jī)。

6. 釋放關(guān)鍵點(diǎn)，單擊并用鼠標(biāo)旋轉(zhuǎn)以更改查看方向。現(xiàn)在，CTRL鍵的移動將相對于新的觀察方向。另外，將相機(jī)移動到新視點(diǎn)后，可以通過右鍵單擊該視圖并單擊“保存視點(diǎn)”來保存該視點(diǎn)。

使用漫游工具練習(xí)后，使用它定義四個(gè)視圖：從遠(yuǎn)處查看建筑的外部視圖、在入口門處正好位于建筑外部的入口視圖、沿著走廊移動到有火房間門的走廊視圖和在有火房間內(nèi)部的火視圖。
 

保存模型

1. 在“文件”菜單上，單擊“保存”。

2. 選擇保存模型的位置（通常是新文件夾）。對于這個(gè)例子，將創(chuàng)建一個(gè)導(dǎo)入CAD文件夾并命名文件Import CAD。

3. 單擊“確定”保存模型。

運(yùn)行仿真

1. 在FDS菜單上，單擊“并行運(yùn)行FDS”。

2. 將出現(xiàn)FDS仿真對話框，并顯示仿真過程。
 

查看3D煙霧
模擬完成后，PyroSim結(jié)果將顯示模型的三維靜止圖像

1. 在工具欄中，選擇“Realistic”。

2. 在“視點(diǎn)”中，雙擊“Ground Floor”。

3. 在“場景幾何體”中，選擇“PyroSim幾何體”。

4. 在“FDS結(jié)果”中，雙擊“3D Smoke”。
 

圖7顯示了50秒時(shí)的火焰和煙霧。

圖7：50秒時(shí)的火災(zāi)和煙霧

我們還可以從保存的任何其他視圖中查看。這是從著火的房間可以看到的景色。

1. 在工具欄中，選擇“Realistic”。

2. 在“視點(diǎn)”中，雙擊“Fire”。

3. 在“場景幾何體”中，選擇“PyroSim幾何體”。

4. 在“FDS結(jié)果”中，雙擊“3D Smoke”。

圖8顯示了10秒時(shí)的火災(zāi)和煙霧。

圖8：從室內(nèi)觀察火災(zāi)。