Горение в помещении

В предыдущей статье мы создали простейший входной файл FDS, в котором создали расчетную область, состоящую из одной сетки.

В этой сетке мы фактически создали помещение, поскольку границы сетки по умолчанию являются стенами созданного нами помещения.

В этот раз мы создадим очаг пожара и смоделируем горение в помещении. Запустим расчет на некоторое время, чтобы посмотреть, как все это работает и что в итоге получится.

Итак, входной файл выглядел в прошлый раз следующим образом:

&HEAD CHID='test'/

&TIME T_END=0.0/

&MESH ID='MESH', IJK=30,30,30, XB=0.0,3.0,0.0,3.0,0.0,3.0/

&TAIL/

Каждый может сам попробовать поменять некоторые значения, в том числе размеры нашего помещения.

Как указывалось ранее, геометрия в FDS прямоугольная, поэтому и горящие поверхности будут иметь форму прямоугольника, либо состоять из некоторого их количества.

Предположим, что в качестве топлива у нас горит метан, реакция горения будет задаваться следующим образом:

&REAC FUEL = 'METHANE'

SOOT_YIELD = 0.05

C = 1.0

H = 4.0/

Удельное количество выделяемой сажи принято равным 0,05 кг/кг. Количество атомов углерода и водорода в метане составляет 1 и 4 соответственно, атомов кислорода и азота нет, поэтому их не указываем. Если захотите, можете сами выставить произвольные значения для того топлива, горение в помещении которого хотите задать.

Поверхность горения задается в виде горелки с установленной мощностью. Все поверхности в FDS задаются группой параметров SURF, так же как и горелка:

&SURF ID='FIRE',

COLOR='RED',

HRRPUA=500.0/

В данном случае мы называем поверхность как FIRE, присваивая ей имя, задаем красный цвет и мощность 500 кВт. При одной и той же мощности пожара и разной площади, удельная мощность очага пожара также будет отличаться, следует об этом помнить.

Для наших целей создадим очаг пожара размером 0,4×0,4 м примерно по центру помещения. Горелка задается с помощью группы параметров VENT, т.е. в виде вентиляционного отверстия, из которого выделяется топливо. Вот так будет задаваться горелка в нашем случае:

&VENT SURF_ID='FIRE', XB=1.4,1.8,1.4,1.8,0.0,0.0/

Запись SURF_ID='FIRE' означает, что мы обращаемся к предыдущей строке, в которой записаны все параметры нашей горелки.

Остается только записать полученные строки во входной файл и выставить другое время, отличное от нуля. Поставим для примера 20 с.

&HEAD CHID='test'/

&TIME T_END=20.0/

&MESH ID='MESH', IJK=30,30,30, XB=0.0,3.0,0.0,3.0,0.0,3.0/

&REAC FUEL = 'METHANE'

SOOT_YIELD = 0.05

C = 1.0

H = 4.0

N = 0.0

O = 0.0/

&SURF ID='FIRE', COLOR='RED', HRRPUA=500.0/

&VENT SURF_ID='FIRE', XB=1.4,1.8,1.4,1.8,0.0,0.0/

&TAIL/

Остается только запустить расчет и немного подождать.

primer-rasheta-fds

В зависимости от мощностей компьютера через некоторое время расчет завершится и в той папке, где лежит входной файл, уже можно запускать файл .smv и посмотреть первые результаты.

Для этого кликаем правой кнопкой мыши внутри открывшегося окна и в выпадающих окнах вначале выбираем и жмем левой кнопкой мыши вначале SOOT MASS FRACTION, а затем HRRPUV. Вначале визуализируется дым, а затем пламя.

soot-mass-fraction

smoke-fire

Вот, таким нехитрым способом можно моделировать горение в помещении при помощи бесплатной программы Fire Dynamics Simulator. На простеньком процессоре с тактовой частотой всего 2,5 ГГц расчет занял около 200 с, т.е. не более 3,5 мин.

В данном случае мы рассмотрели задание горения в помещении при помощи горелки с постоянной мощностью. Однако, FDS позволяет задавать переменную мощность с постоянной площадью пожара, можно задавать постоянную линейную скорость распространения пламени, а также распространение пожара с учетом свойств конкретных горючих материалов.

Спасибо за внимание, до новых встреч на блоге о пожарной безопасности!

К записи "Горение в помещении" 5 комментариев
  1. Константин Николаевич:

    К чему это всё? Побаловаться? Есть доступ на сайтах разработчиков к сертифицированным программам, где за небольшие деньги, разово, можно профессионально посчитать время наступления ОФП и сделать расчёт эвакуации. Просто интересно — можно посмотреть видео о расчётах и моделировании пожаров в ютубе...

    [Ответить]

    admin

    Это все для информации. Думаю, есть те, кому эта информация будет полезна, ведь по возможности стараюсь донести знания для как можно более широкого круга читателей. Не спорю, кто-то уже давно освоил расчет ОФП и эвакуации, кто-то еще заинтересуется. Не считаю это баловством по одной простой причине, постараюсь объяснить.

    Все те программы, которые доступны в РФ, представляют собой лишь графические оболочки, однако исходный код в них именно FDS. Речь, конечно же, про полевую модель пожара. К сожалению, мне неизвестны ресурсы, позволяющие в режиме онлайн сделать расчет полевой моделью пожара от и до, т.е. от ввода исходных данных (геометрия, параметры окружающей среды и пожарной нагрузки) и до вывода отчета. Да, сейчас есть графические оболочки и многим удобнее работать с ними, когда не нужно писать длиннющие коды, а лишь пару раз щелкнуть мышкой. Про них тоже расскажу в дальнейшем, если будет такая необходимость.

    Однако, считаю, что если заниматься расчетом ОФП профессионально, то нужно, прежде всего, понимать, каким образом программа производит расчет.

    Если известны ресурсы, считающие ОФП онлайн по зонной или полевой модели пожара, прошу сообщить, буду очень признателен.

    [Ответить]

  2. Кирилл:

    Прописал исходный код. Переименовал в fds. Запустил. Произошел расчет. Далее запускаю .smv, но ничего не отображается. Само окно запускается, но оно просто пустое, без помещения. В чём может быть проблема?

    [Ответить]

    admin

    Кирилл, рад Вас снова видеть!

    Пришлите исходный код для начала, проверю у себя.

    [Ответить]

  3. Наталья:

    Спасибо огромное за подробный рассказ. Как раз вникаю в эту тему. Продолжайте, пожалуйста!

    [Ответить]

Оставить свой комментарий

Подписка на блог
ВАШЕ ИМЯ
ВАШ E-MAIL:

Поиск
Наши партнеры
Вверх
© 2017    Копирование материалов запрещено