祝融FDS入门教程 - 定义火灾

在本教程中，我们将定义简单的火灾模型：燃烧器火灾。燃烧器火灾可以由以下两个组成部分定义：

• 反应

反应是控制祝融FDS中燃烧的两组主要参数之一。它为单个化学反应定义了一组特定的参数。这个化学反应定义了反应物原子如何在模型中结合产生副产物和热量;另一组参数“燃烧”组定义了应用于模型中所有反应的参数，因为在单个模型中可能定义了多个反应。

• 表面

曲面是一组参数，用于定义构成火灾模型中实体或开口的一组物理特性。祝融FDS使用的默认曲面是INERT曲面，INERT曲面是一个固定温度等于模型中环境温度的曲面（稍后将详细介绍）。

简而言之，“反应”是定义模型中火灾化学行为的一组特性，“曲面”是应用于模型中实体或开放曲面的一组物理特性。如果模型中存在物理特性和反应特性的正确组合，则会发生燃烧。

在本教程中，我们将保持简单，只需使用祝融FDS反应库中的反应并创建一个基本的燃烧器表面。

1.1添加反应

要从祝融FDS反应库添加反应，请执行以下步骤：

• 展开菜单栏中的“设置”，选择“数据库”，在分类中选择“气相反应”。
• 在页面的右侧，选择 WOOD_OAK反应。
• 单击左侧箭头将反应添加到模型中。
• 单击“关闭”。

注意：

请注意WOOD_OAK反应的“编辑反应”对话框中的“描述”字段。祝融FDS库中的所有反应都提供了在此描述字段中创建反应时使用的参考。该字段也会作为仅供参考的条目写入FDS输入文件。

图17 从反应库添加反应

现在，您已经将“反应”添加到模型中。

1.2 创建表面

我们将为本教程定义一个相当简单的燃烧器表面。你可以把这些表面看作是从固体物体中喷出气体燃料或打开它们。这些燃料点燃，起到燃烧器的作用，因此得名“燃烧器表面”。

要创建燃烧器表面，请执行以下步骤：

• 双击导航视图中的“表面”条目，点击“新建表面”，打开“表面属性”页面。
• 在“新建表面”页面中，输入名称“Fire”，然后将“表面类型”设定为“燃烧器”。

图18 创建燃烧器表面

创建该表面的后一步是设置该表面的“热释放速率”。这是通过使用“单位面积热释放率”字段（HRRPUA）来完成的。请记住，表面只是应用于物理对象的一组特性，因此某些特性（如“放热率”）会随着对象的大小而缩放。根据面积来定义这些，可以使这种缩放统一且可预测。

HRR的选择是前面提到的工程决策之一，需要谨慎和考虑。在本教程中，我们将使用马里兰大学燃烧物品数据库中提供的带盒弹簧床垫的数据，该数据库禁止660千瓦的Max热释放率。我们将把我们的表面应用于我们之前创建的1米x 1米的防火屏障，这样我们就可以为HRRPUA输入660的值。但是，如果将来使用这样的数据，则需要根据要应用曲面的物理对象的面积来转换此值。

• 在单位面积热释放率字段中输入值660。
• 回车保存。

图19 设置燃烧器表面的放热率

您现在已经在祝融FDS中创建了一个燃烧器表面！

1.3 将表面应用于障碍物

在我们的简单模型中定义火灾的后一步是将我们刚刚定义的表面属性应用到我们在第5章中创建的火灾障碍物的顶部。要执行此步骤：

• 双击“导航”视图中的障碍物“Fire”以打开其“障碍物属性”编辑框。
• 在“表面”选项卡下选择我们之前创建的“Fire ”表面。

如图20所示，Fire障碍物的顶部表面将颜色更改为“Fire “表面属性中定义的颜色，以表明已应用新表面。

图20 将燃烧器表面应用于“Fire”障碍物

您现在已经应用了表面，并且已经定义了模型中的火，在准备运行模拟之前，只需要再完成两个步骤。