火灾数值模拟概述知识点
适用考试:一级消防工程师考试
考试科目:《消防安全技术综合能力》
科目知识点:火灾数值模拟概述
火灾数值模拟是火灾研究的重要内容之一,但由于火灾现象的复杂性,近几十年来才建立起描述火灾现象的实用数学模型。火灾模型主要分为确定性模型和随机性模型。
火灾数值模型主要有专家系统(Expert System)、区域模型(Zone Model)、场模型(Field Model)、网络模型(Network Model)和混合模型(Hybrid Model)。场模型也即CFD(计算流体动力学)模型,主要是指利用计算流体动力学技术对火灾进行模拟的模型,由于CFD模型可以得到比较详细的物理量时空分布,能精细地体现火灾现象,加之高速、大容量计算机的发展,使得CFD模型得到了越来越广泛的应用。
目前用于火灾模拟的CFD模型主要有FDS、PHOENICS、FLUENT等。FDS是专门针对火灾模拟而开发的CFD软件,简单易用。因此,它在火灾模拟中的应用最为广泛。而PHOENICS和FLUENT是计算流体力学的通用软件,将其用于火灾模拟需要有较强的流体力学背景,因此,应用较少。目前,国内外对FDS的研究比较多,而对于PHOENICS和FLUENT在火灾模拟方面的应用研究较少,对各个软件的对比研究则更少。
在火灾模拟中,怎样才能使模拟结果更加准确、可信是一个急需解决的问题。验证与确认是评价数值解精度和可信度的主要手段。长期以来,CFD工作者对CFD软件的验证与确认工作一直没有给予足够的重视。因此,对于计算结果的可信度,CFD研究人员并不能给出明确的回答。这使得CFD软件的使用者对CFD也持一种矛盾的心态,既想利用CFD这种快捷经济的设计工具,又对CFD的计算结果心存疑虑。如果有条件,可以结合数值计算和模拟实体火灾的方式,进一步验证模型的可靠性。
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