Статье я упоминал о программе, с помощью которой можно сделать расчет опасных факторов пожара, причем совершенно бесплатно. Надо отметить, что это потребует от нас некоторых усилий, но только лишь в части освоения программы.
Теперь давайте напишем простейший входной файл FDS, чтобы создать геометрию горящего помещения, а также очаг пожара. Для создания исходного файла в FDS в текстовом редакторе нужно написать определенные строки.
«Голова» входного файла.
Любой входной файл должен начинаться со следующего текста:
&HEAD CHID="метка выходных файлов", TITLE="заголовок работы, описание и т.д." /
В строке CHID фактически записывается информация для пометки выходных файлов. В строке TITLE указывается название работы, описание и прочая информация.
Расчет может быть запущен и без TITLE, что мы и сделаем далее.
Расчетное время.
Очень важным параметром для любого расчета является его продолжительность. В FDS время моделирования задается строкой &TIME T_END=время окончания расчета/.
Например, если нас интересует, что будет происходить в расчетном домене в течение 60 с, то строка будет выглядеть следующим образом:
&TIME T_END=60.0/
Следует отметить, что реальное время, которое мы прождем, прежде чем расчет завершится, может быть гораздо больше расчетного времени самой модели. В дальнейшем мы в этом убедимся.
Если нам не нужно пока проводить расчет, а лишь посмотреть геометрию и удостовериться, что нет ошибок в ее построении, то время расчета можно выставить нулевым, т.е. записать так:
&TIME T_END=0.0/
Расчетная область, сетки.
Вся расчетная область (домен) делится на сетки, причем расчетный домен может состоять как из одной сетки, так и из нескольких. Сетки прямоугольные, ориентированы в трехмерной системе координат. Число ячеек в каждом из направлений сетки в FDS записывается следующим образом:
&MESH ID=’название сетки’, IJK=’число ячеек по оси X, число ячеек по оси Y, число ячеек по оси Z’.
Границы сетки записываются как XB=начало по оси Х, конец по оси X, начало по оси Y, конец по оси Y, начало по оси Z, конец по оси Z.
Мы проведем в помещении размерами 3×3х3 м, с кубическими ячейками размером 0,1×0,1×0,1 м. Другими словами, все помещение будет разделено на 30×30х30=27000 ячеек.
Для нашего варианта строка с описанием расчетной сетки, а именно данные о количестве ячеек по каждой оси и координаты границ сетки, будет выглядеть следующим образом:
Последняя строка.
Входной файл FDS заканчивается записью &TAIL/
Вот, в принципе и все! Для создания геометрии этого достаточно. Речь, конечно же, о нашем конкретном варианте. В ряде случаев создание входного файла и вообще обдумывание сценария пожара в целом может занять многие часы или даже дни. Входной файл FDS будет выглядеть 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/
Теперь остается переименовать файл из текстового в файл FDS путем изменения расширения.txt на.fds. После этого двойным кликом левой кнопки мыши запускаем файл. Если файл будет не опознан системой сразу, ищем его в той папке, куда распаковали при установке.
Поскольку время моделирования мы задали нулевым, то в папке, где находится входной файл, сразу же появятся несколько выходных файлов. Как видим, в названии всех выходных файлов фигурирует слово “test”, которым мы “пометили” выходные файлы в строке &HEAD. Различие лишь в добавочных словах и в расширениях.
Для просмотра геометрии необходимо запустить файл с расширением.smv. Опять запускаем либо двойным кликом мыши, либо в распакованной папке ищем файл smokeview.exe, открываем его и запускаем выходной файл.smv.
Вот что получилось. Можно его покрутить, как вам удобно.
Как и планировалось, мы получили помещение. В нем пока нет пожара, т.к. нечему гореть, какие-либо проемы отсутствуют, пожарная сигнализация, пожаротушение и дымоудаление тоже отсутствуют. Нет вообще ничего, кроме стен, да и стены не имеют теплофизических характеристик. Откуда же им взяться, ведь мы ничего не задали во входном файле.
Обо всем по порядку в следующих публикациях на о пожарной безопасности.
Название - Fire dynamics Simulator (далее fds)
Область применения программы:
Моделирование процессов горения неподвижных твердых тел и жидкостей, теплопередачи, простых газовых потоков. Геометрия моделируется только параллепипедами.
Системные требования.
Минимальные требования:
система должна иметь 1 ГГц ЦПУ и, по крайней мере, 512 Мб оперативной памяти.
Примечание:
Скорость центрального процессора определяет продолжительность вычисления, в то время как объем оперативной памяти определяет количество ячеек сетки, которое может быть сохранено в памяти. Большой жесткий диск необходим для сохранения результатов вычислений.
Нередко один расчет занимает более гигабайта на жестком диске.Например на школьном ноутбуке модель рассчитывалась порядка 15 мин.
Длительность расчета модели на прямую зависит от размера сетки, т.е. от точности расчета.
Адрес для скачивания стандартного пакета: http://www.fds-smv.ru/?menu=download
Данный пакет бесплатный. (Свободное распространение – Freeware ).
Время освоения программы (первичное, продвинутое).
Для ученика 10 класса физико-математического профиля для первичного освоения и создания несложных расчетных задач ушло 3-4 дня. При получении консультации в процессе освоения. Отметим: консультация существенно сократила время освоения программы.
К программе имеется руководство пользователя на русском языке что также существенно упрощает освоение.
Для свободной ориентации в программе необходим по крайней мере месяц - четыре работы с программой.
Имеющаяся литература.
В комплекте прилагается русский и английский руководства пользователей. www.fds-smv.ru/docs/FDS5_Manual_rus.pdf .
Так же присутствуют рабочие примеры:
Описание основных принципов работы программы.
Для работы программы ей нужно задать:
1) Расчетную сетку (трехмерная сетка, в узлах которой происходит расчет различных характеристик процесса);
2) 3D Геометрию (составленную из параллелепипедов);
3) Различные свойства геометрических тел (теплоемкость, плотность, удельную теплоту сгорания);
4) Гранияные условия.
5) Указание, какие расчетные данные нужно сохранять (например сохранить значение температуры на определенной плоскости внутри расчетной сетки)
Эта информация записывается в текстовый файл, который создается в блокноте.
Запуск программы fds осуществляется с помощью команднойстроки, с указанием имени выше упомнутого текстового файла. После запуска происходит обсчет.
После обсчета программа автоматически сохранит результаты в нескольких файлах главным из которых является файл с расшиернием.smv, который открывается при помощи приложения SmokiWiev.
Именно в SmokiWiev мы можем посмотреть как происходятпроцессы теплопередачи, горения, в определенный момент времени или в динамике. Существует огромное количество физических величин, изменение которых можно посмотреть, но при этом их обязательно нужно указат в текстовом файле.
Цели, для которых мы использовали программу:
Промоделировать небольшой источник горения дерева и сравнить его с реальным экспериментом.
Система дистрибуции бортовой документации АК «Flight Document System » (сокращенно - FDS) предназначена для актуализации документов АК (в электронном виде) в бортовых Electronic Flight Bag (EFB) 1 и 2 класса на базе планшета iPad с целью дальнейшего их использования экипажами ВС.
В системе FDS содержатся в электронном виде и регулярно обновляются различные
документы АК: РПП, РЛЭ, АКК, технология работы экипажа, документы по медицине, документы по организационному обеспечению полетов и др.
Система FDS состоит из 3 элементов:
- Сервер с документами (файлами);
- Windows-приложение - FDS (Win);
- Приложение для iPad - FDS (iOs);
Сервер предназначен для хранения всех документов АК, базы данных и API.
Программа FDS (Win)
используется для администрирования документов и контроля их
обновления в бортовых EFB. Пользователями программы FDS (Win) являются специалисты, отвечающие за актуализацию бортовых документов в авиакомпании. Программа FDS (Win) представляет собой Windows-приложение и является оболочкой для загрузки документов АК в электронном виде на сервер.
Программа FDS (iOs)
используется для автоматизированного скачивания документов с
сервера через интернет (по WiFi или 3G) в EFB с целью дальнейшего использования документов в режиме offline. При наличии доступа в интернет программа FDS (iOs)
автоматически отправляет на сервер отчеты об обновлении документов в EFB и информацию о местоположении EFB в момент крайнего запуска программы.
Возможности системы FDS:
- разрешение/запрет на скачивания документов через 3G;
- выборочное обновление документов;
- печать документов с использованием технологии AirPrint;
- запрета печати для выбранных администратором документов;
- просмотр документов в самом приложении;
- отслеживание местоположения EFB;
- отправка сообщений в EFB;
- добавление документов в избранное;
- поиск по всем документам или только в открытом;
- формат поддерживаемых файлов: PDF, JPG, GIF, MP4, MOV;
- поддержка интерактивного содержания PDF-документов (содержание, внутренние ссылки);
- поддержка русского языка в названиях документов;
- возможность одновременной загрузки сразу нескольких файлов;
- смена языка интерфейса (английский-русский), после установки приложения языком по умолчанию становится системный язык;
- полноэкранный режим просмотра документов;
- возможность для администратора установки разрешения/запрета для открытие документа в стороннем приложении в iPad;
- возможность для администратора установки разрешения/запрета для отправки документа по e-mail;
- возможность для администратора установки разрешения/запрета для печати документа через Air Print;
- возможность установки собственной заставки компании, которая отображается при запуске приложения;
- ночной режим просмотра документов.
Системные требования программы FDS (Win)
Программа FDS (Win) работает под операционной системой Windows XP, Windows 7x86/64. Для работы программы FDS (Win) подходит любой современный персональный компьютер, соответствующий требованиям установленной на нем операционной системы (указанной выше), имеющий высокоскоростное подключение к интернету (желательно не менее 1 МБ/с).
Системные требования программы FDS (iOs)
Приложение FDS (iOs) требует наличие операционной системы не ниже iOs7.
Приложение FDS (iOs) может быть установлено только на iPad 2,3,4, Air, Air2, mini.
Пользователи и уровни доступа в программе FDS (Win)
В программе FDS (Win) может быть два типа учетной записи: Администратор и
Пользователь.
Администратор – учетная запись, дающая право:
- активировать/деактивировать EFB с установленной программой FDS (iOs);
- выполнять операции (создание, удаление, переименование) с любыми директориями системы FDS;
- выполнять операции (загрузка, удаление, переименование, изменение списка
получателей) с любыми файлами всех директорий системы FDS; - скачивать любые файлы из всех директорий на компьютер;
- просматривать свойства файлов (расположение, размер, дата редакции, кто загрузил, дата загрузки, список получателей);
- просматривать свойства устройств EFB (номер, состояние, крайние координаты
местоположения и выбранный пользователем программы FDS (iOs) номер ВС); - просматривать подробную статистику по обновлению документов на бортовых EFB;
- просматривать статистику по операциям с файлами;
- отправлять сообщения пользователям EFB (всем или выбранным из числа
активированных в АК).
Пользователь - учетная запись, дающая право:
- скачивать файлы из директорий, к которым у него есть доступ, на компьютер;
- просматривать свойства файлов (расположение, размер, дата редакции, кто загрузил,
- дата загрузки, список получателей) в директориях, к которым у него есть доступ;
- просматривать свойства устройств EFB (номер, состояние, крайние координаты местоположения и выбранный номер ВС);
- редактировать личную информацию (e-mail, телефон) и изменить свой пароль;
- просматривать статистику по обновлению документов на бортовых EFB;
- отправлять сообщения пользователям EFB (всем или выбранным из числа активированных в АК).
Пользователю могут быть даны привилегии на выполнение операций (загрузка, удаление,
переименование, изменение списка получателей) с любыми файлами в директориях, к
которым у него есть доступ на редактирование. Право на редактирование может быть дано Пользователю на все директории или только на некоторые - на усмотрение Администратора.
- FDS 6.7.0 (June 20, 2018)
- SIMULATION_MODE replaces RESEARCH_MODE to control the level of physics. For example, SIMULATION_MODE="DNS", sets the code to run in direct numerical simulation model. Other options include "LES" (high-fidelity, convergent LES simulations), "VLES" ("very large-eddy simulation" for coarse-grained, practical LES calculations), and finally "SVLES" ("Simple VLES", makes simplifying physical assumptions, such as constant specific heat ratio, to speed calculations when appropriate).
Fire Dynamics Simulator (FDS) is a computational model for the fire-driven fluid flow. Basically, it relies on the idea that fire can be studied numerically.
As such, the utility solves numerically a form of the Navier-Stokes equations fitting a low-speed and thermally-conducted flow, with a focus on the smoke and heat conveyance characteristic to fires.
Wide availability
This is particular to the Hydrodynamic model; however, the combustion model is also included among the features of the utility, just like the radiation transport equation and parallel processing.
Since where’s a fire there’s a smoke, the package is comprised of another utility, called Smokeview, a tool that offers a visualization of the data from Fire Dynamics Simulator. FDS and Smokeview can be used on both 32-bit and 64-bit platforms as well as on other operating systems.
Thick documentation available
Working with both of the tools is far from being a job for the beginner and even average user since the mathematical concepts tackled and used for calculating the data are quite advanced.
However, should you decide to try the application, the developer puts at your disposal thick documentation pages that offer guidance from the basic steps (downloading and installing the tools) to all the stages necessary for building a model and defining the thermal properties of solid objects.
Further on, the documentation pages provide information about ventilation conditions, combustion, radiation and particles and droplets.
Advanced model for calculating fire-driven fluid flow
Fire Dynamics Simulator works hand in had with Smokeview and using both tools requires advanced mathematical knowledge. On the other hand, less advanced users benefit from plenty of information in order to expand their horizon.
Программа FireGuide - графическая оболочка для консольных программ FDS+EVAC.
Программа FDS (Fire Dynamics Simulator) - в программе реализована гидродинамическая модель, которая позволяет вычислять перемещения воздушных потоков, вызванных пожаром. Для решения данной задачи решаются уравнения Навье-Стокса, описывающие низкоскоростные потоки, вызванные изменением температуры, позволяющие рассчитать распространения дыма и распределение температуры. В настоящее время данная программа широко используется как для разработки противопожарных систем, так и для предсказания распространения пожаров в жилых и производственных помещениях.
Программа EVAC программа разработана Центром Технических Исследований Финляндии VTT (VTT Technical Research Centre of Finland). EVAC является модулем к Fire Dynamics Simulator (FDS), позволяющем моделировать процесс эвакуации.
Преимущества EVAC:
- Для предсказания поведения людей используется агентная модель;
- Моделирование эвакуации при помощи FDS+Evac полностью интегрируется с процессом моделирования распространения пожара в FDS;
- Алгоритмы движения людей основаны на модели паники;
- FDS+Evac интегрированы и позволяют легко задавать сценарии;
- Для визуализации полученных результатов используется программа Smokeview;
- При моделировании учитывается воздействие дыма, вредных газов и др. результатов пожара на эвакуируемых агентов.
3D-редактор программы
В редакторе реализована возможность работы, как в трехмерном, так и в двухмерном видах.
Программа предоставляет возможность работы с подложкой. Подложка представляет собой графический файл, который Вы загружаете в программу и по нему строите требуемую модель. Для каждого этажа может быть загружено несколько подложек.
Редактор позволяет создавать, удалять и изменять следующие графические объекты:
- подложка;
- стена;
- двери и окна;
- пол и потолок;
- лестница и лестничная площадка;
- вентиляционное отверстие;
- спринклер, регистратор (датчик);
- поля ОФП (горизонтальные и вертикальные)
- вычислительная сетка;
- эвакуационные выходы;
- группа агентов;
В редакторе реализована работа с поверхностями, материалами и частицами.
С помощью абстрактного объекта "поверхность", возможно задать граничные условия твердых тел (стены, потолки, препятствия и пр.). Поверхность гибко настраивается и имеет множество параметров. Для задания многокомпонентной поверхности (гипсократон и пр.) могут быть использованы материалы.
В редакторе предусмотрена иерархичность создаваемых объектов. Корнем дерева является проект, затем здание, этаж, объект. Данная архитектура позволяет логично расположить объекты, создавать поэтажные отчеты и пр. Здания и этажи можно копировать - это удобно в случае однотипной планировки.
Импорт файла формата *.FDS (Fire Dynamics Simulator ).
В программе реализована возможность импортировать файл в формате *.FDS (Fire Dynamics Simulator). Данная функция предназначена для удобства переноса проектов созданных в других программах, например Pyrosim, Fenix+ и др.
Интеграция с программным продуктом FDS(Fire Dynamics Simulator ).
- Наглядное, анимированное представление результатов моделирования;
- Поддержка расчета на многоядерных процессорах;
- Построение графиков ОФП в режиме реального времени;
- Автоматический расчет времени блокирований путей эвакуации.
Планы развития программы
- Оптимизация скорости расчетов в fds.
Загрузка...