7.2 表面类型
祝融FDS中有六种基本保留的表面类型:绝热、空气调节系统、惰性、镜像、打开、周期、仅周期性流量,这些表面无法更改。
- 绝热:从气体到固体没有净热传递(辐射和对流)。
- 惰性:该表面在环境温度下保持固定。确实会发生从气体到惰性表面的热传递。
- 镜像:该表面仅用于外部网格边界上的通风口,是反向流动的无通量、自由滑动边界,旨在应用于整个网格边界,以对称地使域大小加倍。
- 打开:该表面仅用于外部网格边界上的通风口,表示被动向外打开,通常用于模拟打开的门窗。
- 周期:该表面仅用于外部网格边界上的通风口,该边界可以被用来近似计算一个以域为代表单元的无穷大的系统。
- 仅周期性流量:该表面仅用于外部网格边界上的通风口。此边界具有与定期边界类似的效应,但是此表面仅影响速率场而不是标量。
- 空气调节系统:该表面仅用于作为暖通空调系统一部分的通风口。
7.2.2 表面类型
在祝融FDS中表面是用来定义对象的性质,表面类型有多种,例如用燃烧器可以来定义简单的火灾,用层状表面来表示一个实心的物体。现有的表面类型描述如下:
- 燃烧器:该表面类型表示具有已知热释放速率或者质量(燃料)损失率的火灾。
- 排气:排气表面可用于从模拟域中去除气体,它们的空气运动参数的规格与供给表面的规格相同,但它们不是将空气驱动到域中的速度或通量,而是将空气拉出。
- 供给:该表面表示将空气注入模拟域的通风口,可以使用热选项卡上的设置来控制供气口注入的空气温度。如果选择了气流组中的指定体积流量选项并且模拟中存在额外的非反应性物质,则物质注入选项可用。
- 层状:层状表面由一个或多个材料定义组成。材料包括固体和液体物质,例如混凝土、松木和乙醇。这种类型的表面极其适合墙壁和其他由真实材料组成的物体。这种表面类型也可用于在模拟中注入额外的(非反应性)物质。
- 一般表面:此类型表面是供给与燃烧器表面类型的混合体,其中任一个添加更多的灵活性。
- 加热器/制冷器:这种表面类型代表辐射热源。此表面属性参数这些选项与不带散热选项的燃烧器的选项相同。如果表面温度低于环境温度,表面将从周围气体中带走热量。
7.2.3 表面参数选项
以下部分描述了每个选项卡上的参数:
(1) 热
参数 |
描述 |
放射率 |
此参数控制表面如何辐射热量。使用 1.0的值使该表面成为黑体,较低的值会增加辐射热量 |
表面温度 |
此燃烧器的表面温度。TMPA的值代表环境温度 |
温度上升时间 |
描述温度如何从环境温度上升到指定值 |
对流热通量 |
单位面积的热通量 |
对流热通量上升时间 |
该字段可指定对流热通量在指定时间段内如何变化 |
净热通量 |
单位面积的净热通量 |
净通量上升时间 |
该字段可指定净热通量在指定时间段内如何变化 |
(2)热释放
参数 |
描述 |
单位面积热释放率 |
单位面积的热量释放速率 |
质量损失率 |
质量损失的速率 |
熄灭系数 |
参数控制用水灭火 |
斜升时间 |
在模拟开始时,该表面不会燃烧。此字段允许描述热量释放如何从环境值上升到指定值 |
(3)几何体
参数 |
描述 |
几何学 |
指定参考曲面的固体粒子的几何类型,选项有默认、笛卡尔、球形和圆柱形 |
长度 |
表面的长度,指定用于笛卡尔几何和圆柱几何 |
宽度 |
表面的宽度 |
半厚度 |
对于笛卡尔几何,假设板是前后对称的,因此只需要指定一半的厚度 |
半径 |
圆形表面的总半径,在厚度处定义 |
(4)粒子注入
参数 |
描述 |
发射粒子 |
启用此选项可从表面发射粒子 |
粒子类型 |
选择要发射的粒子 |
每个单元格的粒子数 |
控制每个时间步插入的粒子数。
|
插入间隔 |
粒子插入固体细胞的频率 |
质量流量 |
对于有质量的粒子,此选项提供了另一种方法来控制每秒插入的粒子数 |
(5)气流
参数 |
描述 |
指定体积流量 |
使用恒定体积通量来定义通过通风口的空气运动 |
指定速度 |
使用恒定速度来定义通过通风口的空气运动 |
切向速度 |
气流的切向速度。首先的参数是X或 Y方向的速度,第二个参数是Y或Z 方向的速度,具体取决于通风口的法线方向 |
斜升时间 |
在模拟开始时,具有此表面的通风口不会吹,此参数控制将气流上升到指定量所需的时间 |
风刮面 |
默认风刮面是恒定的,要模拟户外风况,有两个附加选项:抛物线和大气层,产生具有指定速度的抛物线剖面的风,大气层包含大气层刮面指数和起源,两者都仅在选择大气刮面时可用。 |
(6)层状的
参数 |
描述 |
厚度 |
材料层的厚度 |
材料成分 |
在一个层(行)内,可以根据质量分数指定多种材料。例如,要指定只是砖的层,请键入1.0,BRICK(假设创建了一个名为BRICK的材质),要指定一层湿砖,您可以输入0.95 BRICK;0.05水,每种材料用分号隔开 |
编辑 |
单击以使用备用表UI指定此层中的材料 |
(7)表面道具
参数 |
描述 |
初始内置温度 |
固体内部的起始温度。温度也可以使用深度对温度的斜坡来改变 |
返回 |
表面的背衬是表面后面的边界条件。默认值,暴露将允许表面将热量传递到墙后面的空间,隔热的防止材料背面的任一热量损失 |