FDS5用户指南(自译非完整版)

1、目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc266170791 第一部分 运行FDS PAGEREF _Toc266170791 h 1 HYPERLINK l _Toc266170792 第一章 绪论 PAGEREF _Toc266170792 h 1 HYPERLINK l _Toc266170793 1.1 FDS的特征 PAGEREF _Toc266170793 h 1 HYPERLINK l _Toc266170794 1.2 FDS5中增加的内容 PAGEREF _Toc266170794 h 3 HYPERLINK l _Toc266170795 第二

2、章 开始 PAGEREF _Toc266170795 h 4 HYPERLINK l _Toc266170796 第三章 运行FDS PAGEREF _Toc266170796 h 5 HYPERLINK l _Toc266170797 3.1 开始一个FDS计算 PAGEREF _Toc266170797 h 5 HYPERLINK l _Toc266170798 3.1.1 开始一个FDS运算（单个处理器版本） PAGEREF _Toc266170798 h 6 HYPERLINK l _Toc266170799 3.2 模拟过程 PAGEREF _Toc266170799 h 7 HYP

3、ERLINK l _Toc266170800 4.1 版本编号 PAGEREF _Toc266170800 h 8 HYPERLINK l _Toc266170801 第二部分 PAGEREF _Toc266170801 h 9 HYPERLINK l _Toc266170802 第五章 一个输入文件夹的基本结构 PAGEREF _Toc266170802 h 9 HYPERLINK l _Toc266170803 5.1 为任务命名 PAGEREF _Toc266170803 h 9 HYPERLINK l _Toc266170804 5.2 命名格式 PAGEREF _Toc2661708

4、04 h 9 HYPERLINK l _Toc266170805 5.3 输入文件夹的结构 PAGEREF _Toc266170805 h 10 HYPERLINK l _Toc266170806 第六章 设置时间和空间界限 PAGEREF _Toc266170806 h 13 HYPERLINK l _Toc266170807 6.1 为任务命名：HEAD名称列表组（表） PAGEREF _Toc266170807 h 13 HYPERLINK l _Toc266170808 6.2 模拟时间：TIME命名列表组（表） PAGEREF _Toc266170808 h 14 HYPERLINK

5、 l _Toc266170809 6.3 计算的网格：MESH名称组（表） PAGEREF _Toc266170809 h 15 HYPERLINK l _Toc266170810 6.4 混杂参数 MISC名称列表组（表） PAGEREF _Toc266170810 h 16 HYPERLINK l _Toc266170811 第七章 建立模型 PAGEREF _Toc266170811 h 17 HYPERLINK l _Toc266170812 7.1 创造障碍：OBST名称系列组（表） PAGEREF _Toc266170812 h 18 HYPERLINK l _Toc2661708

6、13 72 创建空间：HOLE命名系列组（表） PAGEREF _Toc266170813 h 20 HYPERLINK l _Toc266170814 7.3 应用表面性质：VENT组（表） PAGEREF _Toc266170814 h 22 HYPERLINK l _Toc266170815 第八章 边界条件 PAGEREF _Toc266170815 h 22 HYPERLINK l _Toc266170816 8.1 基础 PAGEREF _Toc266170816 h 22 HYPERLINK l _Toc266170817 8.2 描述边界曲面：SURF名称组（表格） PAGER

7、EF _Toc266170817 h 23 HYPERLINK l _Toc266170818 8.2.1 用一个已知的热量释放率来指定一个火灾 PAGEREF _Toc266170818 h 24 HYPERLINK l _Toc266170819 8.2.2 简单的热力学边界条件 PAGEREF _Toc266170819 h 24 HYPERLINK l _Toc266170820 8.4 描述真实的材料：MATL名称组 PAGEREF _Toc266170820 h 25 HYPERLINK l _Toc266170821 8.4.1 热力学性质 PAGEREF _Toc2661708

8、21 h 26 HYPERLINK l _Toc266170822 8.4.2 高温分解模型 PAGEREF _Toc266170822 h 27 HYPERLINK l _Toc266170823 特殊专题：使燃料消失（BURN_AWAY） PAGEREF _Toc266170823 h 34 HYPERLINK l _Toc266170824 8.5 用户指定的功能：RAMP和TABL名称组 PAGEREF _Toc266170824 h 34 HYPERLINK l _Toc266170825 第九章 燃烧与辐射 PAGEREF _Toc266170825 h 36 HYPERLINK

9、l _Toc266170826 9.1 混合分数燃烧：REAC名称系列组 PAGEREF _Toc266170826 h 37 HYPERLINK l _Toc266170827 特殊专题：Heat of Combustion PAGEREF _Toc266170827 h 38 HYPERLINK l _Toc266170828 特殊专题：CO产量 PAGEREF _Toc266170828 h 39 HYPERLINK l _Toc266170829 额外气体类别：SPEC组 PAGEREF _Toc266170829 h 39 HYPERLINK l _Toc266170830 第十章

10、粒子和小滴：PART名称系列组 PAGEREF _Toc266170830 h 41 HYPERLINK l _Toc266170831 10.1 基础 PAGEREF _Toc266170831 h 42 HYPERLINK l _Toc266170832 10.2 控制微粒和液滴 PAGEREF _Toc266170832 h 42 HYPERLINK l _Toc266170833 10.3 微粒和液滴性质 PAGEREF _Toc266170833 h 44 HYPERLINK l _Toc266170834 10.4 微粒和液滴的特殊类型 PAGEREF _Toc266170834

11、h 45 HYPERLINK l _Toc266170835 10.5 微粒和小滴的着色 PAGEREF _Toc266170835 h 46 HYPERLINK l _Toc266170836 10.6 特殊的话题：燃料小滴喷雾 PAGEREF _Toc266170836 h 47 HYPERLINK l _Toc266170837 10.7 特殊的话题：水的抑制（只适用于混合分数模型） PAGEREF _Toc266170837 h 48 HYPERLINK l _Toc266170838 第十一章 装置和控制逻辑 PAGEREF _Toc266170838 h 48 HYPERLINK

12、l _Toc266170839 11.1 装置定位和定向：DEVC名称组（表） PAGEREF _Toc266170839 h 49 HYPERLINK l _Toc266170840 11.2 装置输出 PAGEREF _Toc266170840 h 50 HYPERLINK l _Toc266170841 11.3 特殊的装置和它们的性质：PROP名称组（表） PAGEREF _Toc266170841 h 50 HYPERLINK l _Toc266170842 11.3.1 洒水装置 PAGEREF _Toc266170842 h 50 HYPERLINK l _Toc26617084

13、3 11.3.2 喷嘴 PAGEREF _Toc266170843 h 53 HYPERLINK l _Toc266170844 烟雾探测器 PAGEREF _Toc266170844 h 53 HYPERLINK l _Toc266170845 第十二章 输出数据 PAGEREF _Toc266170845 h 54 HYPERLINK l _Toc266170846 12.2 输出文档类型 PAGEREF _Toc266170846 h 54 HYPERLINK l _Toc266170847 特殊的输出量 PAGEREF _Toc266170847 h 55 HYPERLINK l _T

14、oc266170848 12.3.13 干燥体积和质量分数 PAGEREF _Toc266170848 h 56 HYPERLINK l _Toc266170849 12.5 常用输出量总结 PAGEREF _Toc266170849 h 56第一部分 运行FDS第一章 绪论文件中所述的FDS软件是一个关于火灾动力流体学的计算的流体动力模型。FDS从计算上解决了适用于低速，热动力流（侧重于火灾所产生的烟雾和热量转移）的Navier-Strokes方程的一种形式。公式的形成与运算规则在FDS技术参考指导中1。Smokeview是一个可视化的程序，用来显示FDS的模拟结果。对Smokeview的详

15、细讲解可见第五版Smokeview的用户指南。1.1 FDS的特征第一版FDS在2000年2月公开。到目前为止，它有一半主要用于烟雾处理系统的设计和喷雾/探测激活研究。另一半主要用于居民区或工业区的火灾重建。在它的发展过程中，FDS旨在解决火灾防护工程中的实际火灾问题。同时，提供一个学习基础火灾动力学和燃烧的工具。水力模型FDS从计算上解决了适用于低速，热动力流（侧重于火灾所产生的烟雾和热量转移）的Navier-Strokes方程的一种形式。它的核心运算法则是一个简单明了的预测-修正方案，在空间和时间上达到二级精确性。通过大漩涡模拟模型的Smagorinsky形式解决紊流问题。如果基础的数字网

16、格够好的话可能就可以进行直接的数值模拟。LES是操作进行的默认模式。燃烧模型在大多数应用当中，FDS应用一个单步的反应过程，它的产物通过一个有两个参数的混合比分数模型来跟踪。混合比分数是一个守恒标量，它表示了一个在流场中给定点处的气体的一个或多个成分的质量分率。通过默认状态，混合比分数的两个成分被很明确的计算出来。一个是没有燃烧物质的质量分率，另一个是燃烧过的质量分率（也就是被作为燃烧物引燃的燃烧产物质量）。也可以用一个含有三个参数分解物混合分数的两步化学反应。第一步是燃烧物氧化到一氧化碳，第二步是一氧化碳氧化至二氧化碳。两步化学反应的三个混合分数成分是没有燃烧的燃料，大量的燃料完成了第一步反

17、应，并且大量的燃料完成第二步化学反应。主要反应物和产物的质量分数可以从混合分数参数中得到，通过状态关系式。最后，一个多步骤的有限比率模型也是可用的。辐射热转移辐射热转移包含在模型之中，通过灰色气体的热量转移方程式的解答方法，并且利用一个大范围的模型来解决一些限定原因的问题。方程的解答利用类似有限空间对流传递的技术手段，因此给它命名为有限空间方法（FVM）。利用大约100离散角，有限空间方法需要大约CPU计算时间的大约20%。适中的花费给出了辐射热传递的复杂性。气体-烟灰混合物的吸收系数，利用RADCAL窄区域模型来计算。液滴可以吸收和分散热力辐射。这不但在包含水雾喷淋系统的例子中很重要，并且在

18、所有包含喷淋的例子中都起作用。吸收系数和分散系数都基于MIE理论。几何 FDS接近控制方程，以直线网格为基础。矩形的障碍物被强制与潜在的网格相一致。多网格 这个术语用来描述计算中的多于一个矩形网格的情况。也可以指定不止一个矩形网格的情况，这里计算区域不是简单的嵌入在一个单独的网格。相似处理 还可以在多台电脑上进行FDS计算，利用Message Passing Interface(MPI).详细情况见部分。 边界条件 所有的固体表面都被指定热力学边界条件，包含材料的燃烧行为信息。从固体表面的热量和质量转移常常用经验相关式来处理，尽管可以直接计算热量和质量转移，当进行一个直接数值模拟的时候（DNS

19、）。1.2 FDS5中增加的内容FDS5中在处理固体边界和气相燃烧时较以前版本有所不同。比较重要的变化是：多步骤燃烧 早期版本的FDS假设只有一个气相反应。现在，可以应用多步骤的反应方案来描述各种各样的现象中的局部灭火，CO的生成。对燃烧模型的最重要的提升是一个更较精确的热量释放率的计算和一个对局部灭火的更好的处理。物质层过去版本的FDS假设固体边界包含一个单个同系的层。现在，固体边界可以用多层物质来建模。每类物质通过名称组MATL来指定。这个变化使过去的输入文件过时了。指令行格式 FDS仍然是通过命令行来运行，但是句法较以前版本有所不同。详细内容见第三节。数据库 较早版本的FDS利用一个独立

20、的“database”文档来储存材料和反应参数，现在不用这个文档了。现在所有的参数都必须在输入文档中指定。装置描述 过去用来描述一个装置或传感器（喷头，热量探测器，热电偶等等）的方法都改变了。更多内容见11.1部分，定义装置和他们的性质。任何一个装置都可以用来控制喷头的激活，通风口或障碍物的创建和移除。喷头 早期版本的外部喷头文档不再使用。所有关于喷头和其它特定的火灾装置的信息都在输入文档中表达。现在喷头应用上文提到的描述装置的新方法来指定。更多内容见11.1.控制功能 增加了一组新的输入参数来描述控制喷头激活，通风口和障碍物的创建和移除，编码执行（终止或倾销重启文件）的功能。详情见11.5部

21、分。数字网格 早期版本的FDS利用分离的输入文件组来定义数字网格和计算区域。现在，两个指令组融合为一个单独的，简化的MESH名称组。名称组PDIM和GRID不再在输入文档中使用。详情见6.3部分。压力区域 在FDS中有可能在计算区域指定单独的区域，背景压力与周围环境压力不同，允许泄露的计算，风扇曲线，等等。详细情况见8.3部分。堆叠作用和大气阶层 做了更好的改进描述成层的大气，和高层建筑中由于内外温差造成的空气运动。绝热层温度 添加了一个新的输出量来更加便利地使用FDS在热量和机械有限元素模型的输出。详细情况见部分。发展，分布和正式的用户支持 开始FDS5,利用一个联机的，开放资源的发展环境，

22、进行配置管理（编码存档，修订追踪，漏洞确定，用户建议等等）。详细情况见2.1部分。FDS证实和正当信息 开始FDS5,更多的重点置于保持证实和正当情况的永久收集。这样改进了每个FDS更新和释放的质量，一个标准的试验组将会用到来确保对源编码所作的变化不会降级FDS的输出。这也给用户提供了一个标准的数据集来证实他们的安装，并且比较FDS的结果，返回他们的系统来发布数据。第二章 开始FDS是一个解决描述火灾演变方程的电脑程序。它是一个公式转换程序，通过一个文本文件输入参数，解控制方程，得出用户定义的数据至一个文件夹里。Smokeview是一个伴随的程序，通过读FDS输出的文件夹显示一个图像。Smok

23、eview有一个简单的菜单控制界面。FDS不是。然而，已经产生了各种各样的第三方软件来产生出一个包含FDS需要的输入参数的文本文件。这个指南说明了如何获得FDS和Smokeview以及如何使用FDS。一个独立的文件2说明如何使用Smokeview。可以在网上找到其它的和FDS,Smokeview相关的软件。第三章 运行FDS这章讲述了运行FDS计算的过程。任一个计算首先需要一个FDS输入文档。第二部分详细讲述了如何创建一个输入文档。如果你刚刚接触FDS和Smokeview，强烈建议你从一个已经存在的数据文档开始。运行它，对它进行适当的调整来获得你想要的特定场景。样本文档是标准安装的一部分。通过

24、运行一个样本例子，你可以熟悉一下这个过程。学习到如何使用Smokeview。在学习如何创建新的输入文件时，确保你的电脑能够胜任这项工作。3.1 开始一个FDS计算FDS可以通过命令提示符来运行，或者利用一个图形用户界面的第三方程序。在下边的讨论中，我们假定通过命令提示符来运行FDS。FDS可以在在一个电脑上运行，只用一个CPU，也可以在多个电脑上运行，用多个CPU。对于任何一个操作系统，都有两个FDS可执行文件夹。单个CPU窗口运行叫做fds5.exe。并行运行的称为fds5_mpi.exe。文件夹名中的mpi表示Message Passing Interface。下边将会进行讨论。注意，对于

25、单个和平行版本的FDS的输入文档都是相同的。实际上，推荐在开始平行处理前，你应当以连续的状态运行你的输入文档，来确保它已经合适的建立起来。 开始一个FDS运算（单个处理器版本）这个程序给新手提供了一个样本输入文件夹，建议初学者在自己制作一个输入文件夹之前首先运行那个样本计算。假定一个名字为job_name.fds的文件夹存在与某一个地址，在DOS或Unix命令提示符下运行那个程序。MS Windows打开一个命令提示符窗口，改变地址（“cd”）至该情形中输入文件夹所在的地址，然后通过输入命令提示符来运行代码。字符串job_name往往指定为输入文档中的CHID。建议输入文档和CHID的名字一样

26、，这样与一个计算有关的所有文件夹都有一个统一的名字。模拟过程通过显示在屏幕上的诊断输出来表示。详细的诊断输出自动写入CHID.OUT文件夹。这里CHID通常是和job_name一样是在输入文档中的一个指定的字符串。屏幕输出可以通过选择命令来改至一个文件夹。3.2 模拟过程对一个给定计算的诊断写至名为CHID.out的文件夹。CPU的使用和计算时间写在这里，因此可以看到这个程序进行了多长时间。在计算过程中的任一个时间内，都可以运行Smokeview，以图像形式来检查整个过程。在它预定的时间之前结束它，可能会破坏整个过程，也可能会在与输出文件夹相同的地址创建一个CHID.stop文件夹。这个文件夹

27、优美的暂停了这个程序，形成Smokeview中的最新的可视化变量。由于计算可能会持续几个小时，或是几天，FDS有一个重启的功能。如何使用这个功能详见部分。简要，详细的说明了在计算开始时，隔多长时间需要保存一个重启文件夹。可能会发生一些事情来破坏计算过程吗？例如，突然的断电，计算可以从上次保存的重启文件夹重新开始。也可以利用11.5部分描述的控制功能来控制暂停时间和清除重启文件夹。第四章 用户支持在一个方案的运行过程中，可能会遇到各种各样的问题，一些是关于FDS,一些是关于你的电脑。FDS不是一个经典的PC应用软件。它是一个严肃的，把电脑的处理器和内存推向极限的计算。实际上，FDS中没有连入的边

28、界，阻止你去开始一个计算，即使这个计算对你的硬件来说是个挑战。即使，你的电脑有充足的内存（RAM），你所建立的一个简单的计算还是可能需要几周或几个月去完成。很难在一个模拟的开始预测到需要多长时间和多少的内存。学习如何检测你电脑的资源使用。以较小的计算开始，逐步建立你的方法。尽管FDS中的许多特征都相当地成熟，还有许多地方不是。FDS是用来进行实际工程应用的，但也可以用来火灾和燃烧的研究。当你对这个软件很熟悉以后，你将不可避免的进入到当前研究兴趣的区域。确实，燃烧一满屋子常用家具是最具有挑战性的模型。所以，要有耐心，学会在一个制定的部分中分离出一个既定的场景。例如，不要试图模拟一个建筑的整个楼层

29、的火灾蔓延，除非你已经利用小的计算来模拟了各种燃烧物的燃烧。在第三部分中描述的例子应该能帮助你从小的建筑单元中发展为较大的，较复杂的模拟。伴随FDS用户指南，在互联网上也可以找到可用的资源。这些包括“Issue Tracker”，这就允许你去报告漏洞，特征请求，提出特定的分类问题，和“Group Discussions”，这支持更多的普通的主题，而不仅是一些特定的问题。在利用这些在线资源之前，很重要的是首先试着通过进行简单的例子计算来解决自己本身的问题，或者调试你的输入文档。以下的几个章节提供了一个关于如何解决问题的错误声明和建议的列表。4.1 版本编号如果你在使用FDS的使用中遇到问题时，你

30、对问题的提交对我们来说很重要，同时要有对问题的描述，FDS的版本号。每一个版本的FDS的发布，都有一个版本编号如：。第一个字母是一个大的发布，第二个是一个较小的发布，第三个是一个维护的发布。大的发布一般每隔几年进行一次，正如名字暗示的戏剧性的改变了模型的功能。小的发布每隔几个月进行一次，在功能上会有小的变化。发布的信息会帮助你决定这些变化是否会对你经常的应用类型造成影响。维护发布只是一些漏洞的修补，并不会影响到编码的功能。要得到版本号，只需在命令行输入指令：Fds5相关的信息就会显示出来，伴随有编辑的日期（对你来说很有用）和一个所谓的SVN数（对我们很有用）。SVN数涉及到源码的颠覆的知识库数

31、字。这允许我们及时的回顾，恢复精确的源码文档，用它来建立指令。简单的养成检查你的指令的版本数的习惯，定期地新的发布，有些可能恰好解决了你的问题，并且告诉我们你的版本数，如果报告一个问题的话。第二部分第五章 一个输入文件夹的基本结构5.1 为任务命名FDS的运行基于一个包含编入名称列表组的参数的输入文件夹。输入文件夹为FDS提供了所有描述火灾场景所需要的所有必要信息。输入文件夹以job_name.fds的方式保存。job_name表示识别模拟的任意字符串。如果这个名字在输入文件夹中HEAD名称列表组下，那么与计算有关的所有输出文件夹将会是同样的名称。在任务名称中不能有空格。而用下划线来代替空格。

32、用下划线代替空格也应用于系统中命名地址目录的常规行为。注意如果命名是一样的话，一个给定的输出文件夹要被覆盖。当制作一个输入文件夹时这样做是方便的，因为这节省了磁盘的空间。只是要小心不要覆盖你想要保留的一个计算。5.2 命名格式通过命名格式记录参数被详细地列入输入文档。每一个命名记录以&字母开头，随后是名称列表组的名字，接着是中间用逗点隔开的输入参数列表，最后用一个前斜线“/”结尾。 例如，命令行&DUMP NFRAMES=1800, DT_HRR=10., DT_DEVC=10., DT_PROF=30. /定义了包含在DUMP命名列表组的各个参数的值。各个参数所表示的意思将会在接下来的章节中

33、得到解释。输入文件夹中命名记录可以有多行，但是结尾一定以“/”结尾，否则数据将无法读出。命名行中除了参数和这个组所需的数据外，不要再有任何别的东西。否则，FDS在运行中会停止。命令列表记录中的参数可以用逗点，空格，或短线来隔开。最好用逗点或短线。有些机器不能识别空格。注释，注解可以写进文件夹。只要&前面没有任何东西（空格例外）。另外字母&和前斜线“/”之间只能有对应于特定命名列表组的合适的参数。输入文件夹中的参数可以是整数（T_END=5400),实数（),实数组或整数组（）或者（IJK=90,36,38），字符串： CHID=WTC_05_v5 字符串组： SURF_IDS=burner,S

34、TEEL,BRICK 或者逻辑参数： POROUS_FLOOR=.FALSE.一个逻辑参数可以是.TRUE.或.FALSE.句点是公式翻译转换程序惯例。用户手册中给出的字符串必须准确的拷贝过来代码须区分大小写，下划线也是。 大部分的参数是简单的实数或整数，如。有时候输入量是多维数组。例如描述一个特殊的固体表面时，需要输入多层的物质的质量分率。这个输入阵列 MATL_MASS_FRACTION(IL,IC)是向FDS表示IL层的IC组分的质量分率。例如，如果第三层的第二个物质的质量分率是，那么写为输入不止一个质量分率，用这个符号：这个表示第一层的前三个物质的质量分率分别为，。数字1:3表示数组元

35、素1通过3，包含的。 注意： 字符串可以包含省略号或引号。注意不要从一些东西上复制粘贴过来文本，要用一个文字编辑器来创建输入文件夹。如果那样做，标点符号可能不能很好地写进文本文件。5.3 输入文件夹的结构 概括来说，命名列表记录可以以任何的顺序写进输入文件夹，但是最好用一些系统的方法来组织他们。经典的，总体说明写在输入文件夹的顶部，接下来是详细信息如障碍物，装置等等。每当FDS处理一个特定命名列表组时，它扫描整个输入文件夹。对于有些文字编辑器，由于存在字母“end of file”，FDS可能无法读文件夹的最后一行。确保FDS读了整个输入文件夹，在输入文件夹的结尾加入“&TALL /”来结束。

36、这么就使文件夹从&HEAD到&TALL。FDS有时甚至不看这最后一行。它只使字母“end of file”越过相关输入。 当写输入文件夹时的另一个经验是向文档只加入从默认值变化来的参数。那样的话，你就可以很清楚的辨别出那些是你想要的，那些是FDS想要的。自由的向输入文件夹中加入说明文字，只要这些文字没有进入命名列表记录。 一个输入文件夹的大概框架如下所示，为了清楚，删掉了许多行的原始确认输入文件。&HEAD CHID=WTC_05_v5, TITLE=WTC Phase 1, Test 5, FDS version 5 /&MESH IJK=90,36,38, XB=-1.0,8.0,-1.8

37、,1.8,0.0,3.82 /&TIME T_END=5400. /&MISC SURF_DEFAULT=MARINITE BOARD, TMPA=20., POROUS_FLOOR=.FALSE. /&DUMP NFRAMES=1800, DT_HRR=10., DT_DEVC=10., DT_PROF=30. /&REAC ID = HEPTANE TO CO2FYI = Heptane, C_7 H_16C = 7.H = 16.CO_YIELD = 0.008 /SOOT_YIELD = 0.015 /&OBST XB= 3.5, 4.5,-1.0, 1.0, 0.0, 0.0, SU

38、RF_ID=STEEL FLANGE / Fire Pan.&SURF ID = STEEL FLANGECOLOR = BLACKMATL_ID = STEELBACKING = EXPOSEDTHICKNESS = 0.0063 /.&VENT MB=XMIN,SURF_ID=OPEN /.&SLCF PBY=0.0, QUANTITY=TEMPERATURE, VECTOR=.TRUE. /.&BNDF QUANTITY=GAUGE HEAT FLUX /.&DEVC XYZ=6.04,0.28,3.65, QUANTITY=oxygen, ID=EO2_FDS /.&TAIL / En

39、d of file.强烈建议当看到一个新的场景时，首先选择一个以前写好的类似的输入文件夹，做一些必要的变化，然后在比较低的解决水平上运行来决定几何学是否得到了正确的设置。最好从一个相对简单但又抓住问题的主要特征的文件开始，在计算中不要被过去细节束缚，可能找出基本的缺点。初始的计算应该大概的吻合，这样运行时间可能少于一个小时，纠正也可以简单的去进行而不必花太多的时间。当你刚开始学习写输入文件夹时，你要在添加复杂性的过程中不断地运行，重运行你的任务。表提供了一个命名列表参数的快速参考，你可以找到关于它在文件中的那个部分得到了介绍的参考，和包含每组的关键字的表格。第六章 设置时间和空间界限6.1 为

40、任务命名：HEAD名称列表组（表13.6）创建一个新的输入文件时要做的第一件事是给任务一个名字。名字的重要性在于一个项目通常包含大量的模拟，在这里每个模拟的名字能够帮助组织工作。名称列表组HEAD包含两个参数，如下例：&HEAD CHID=WTC_05_v5, TITLE=WTC Phase 1, Test 5, FDS version 5 /CHID是一个有30个或少于30个字母的字符串，用来表明输出文件夹。例如，如果CHID=WTC_05_v5,就可以很方便的命名输入文件夹为因此输入文档就可以与输出文档联系起来。CHID中间不能有间隙或空格，因为输出文档的后缀标签表示确定的计算机操作系统。

41、 TITLE是一个60或少于60的字符串来描述模拟。它只是传送到各种各样输出文件夹的简单描述文档。6.2 模拟时间：TIME命名列表组（表）TIME是一组参数的命名，它定义了模拟持续的时间和初始时间步骤来帮助解决离散方程。通常，这个命令行只需要模拟持续时间，通过参数T_END(Time End)。默认值是1s.Note:TWFIN将持续工作但是它已经被抨击掉了。相反，现在推荐使用T_END。例如，下面的命令行将引导FDS运行模拟5400秒。&TIME T_END=5400. /如果T_END设置为0，只进行建立工作，使你快速的检查Smokeview中的布局。如果你想使时间命令行从一个非零的数字

42、开始，可以使用参数T_BEGIN(Time Begin)来指定写进文档第一个时间步骤的时间。这将有利于匹配实验数据或视频记录的时间命令行。 这样不运行T_BEGIN数值之前的任何模拟。它只用来抵消报导的从零开始的开始时间。如果RAMP动作时间和T_BEGIN时间相同，用实际的时间来求基于RAMP的时间；另外，用RAMP开始后的时间来确定它们。因此，如果你设置T_BEGIN来测试基于CTRL或DEVC的时间，最终会连接到RAMP。所以，你要设置T_BEGIN时间稍微少于RAMP运行的时间。例如，如果你正在测试VENT，在10秒时打开，他的SURE_ID使用了RAMP,T_BEGIN应设置的稍微少

43、10秒。最初时间步长值可以由DT来详细说明。这个参数通常通过根据流动的特征速度划分网格的大小来自动设置。在计算当中，时间步长值被调整以满足CFL条件。DT的默认值是5(dxdydz) 1/3/ s。这里x，y，z是最小网格的尺寸，H是计算区域的高度，g是重力加速度。 如果一些意外的事情正好在模拟开始时发生，例如喷水装置激活，最好设置初始步长值以避免时间步长过大造成的数字不稳定。通过控制记录在输出文件夹中的初始步长值，来在不同DT值下进行实验。TIME组一个附加的参数是SYNCHRONIZE，它是一个逻辑标记（.TRUE.或.FALSE.）表示在一个多网格的计算中，每个网格的时间步长值应该不变，

44、而确保在每次迭代中计算一个网格。更多的细节见部分。SYNCHRONIZE的默认值是.TRUE.最后，如果你想防止FDS自动改变时间步长，设置LOCK_TIME_STEP=.FALSE.在TIME行，在这个情况下，指定的时间步长DT不会调整。这个参数的目的只是用来诊断，例如，定时程序执行。如果初始时间步长设置的太高，可能导致数字不稳定。6.3 计算的网格：MESH名称组（表13.11）所有的FDS计算必须在一个区域里进行，这个区域由称为meshes的直线量组成。每个网格被分为矩形细胞，它的数量取决于流动模拟的想得到的辨析率。MESH名称组定义了计算区域。一个网格是一个正平行六面体，例如一个盒子。

45、网格中的坐标系统符合右手定则。一个网格的原点由六个实数一组XB的第一，第三，第五个值来指定。对角点由第二，第四，第六个值来指定。例如，&MESH IJK=10,20,30, XB=0.0,1.0,0.0,2.0,0.0,3.0 /定义了一个网格，跨越的体积从原点开始，在正x轴方向上延伸了一米，在正y轴上延伸了两米，在正z轴方向上延伸了三米。网格通过参数IJK被分成了相同的单元。在这个例子中，网格被分成了10cm的单元。如果想得到这样的情况，在一个特定方向上的大小不等的网格单元，那么TRNX,TRNY和/或TRNZ名称组可能被用来改变网格的不同一性（见节）。任何超越网格边界的障碍物或通风孔在边界

46、处被切断。定义网格外的物体没有不良影响，这些物体也不会在Smokeview中显示出来。注意，如果网格单元像类立方体形状最好，就是，单元的长度，宽度和高度应该大概一致。由于计算的一个重要部分利用了一个Poisson方程，这个方程基于Fast Fourier Transforms(FFTs)在y和z方向上，网格的二维和三维应为2l3m5n的形式，这里l,m,n都是整数。例如，64=26, 72=2332 and 108=2233都是好的网格单元分割。但是37，99和109不是。网格单元划分的第一个数（IJK中的I）不用FFTs，并且不需要作为小数字乘积而给定。然而，你需要在不同分割值的情况下实验来

47、确保，最终用的不会过度地减慢计算。6.4 混杂参数 MISC名称列表组（13.12表）MISC是综合的混杂输入参数名称组。数据文件中只需要一个MISC行。例如，输入文件&MISC SURF_DEFAULT=CONCRETE,TMPA=25./设定所有的边界曲面是由混凝土组成，除非有别的详细说明，并且周围温度为25。MISC参数在范围上和重要程度上是不同的。这里给出一个MISCellaneous参数的局部列表。其它的在指导中必要的部分给出讲解。DNS 一个逻辑参数。如果是.TRUE.表示FDS进行一个直接的数值模拟，与默认的大旋涡模拟相反。GVEC 重力的三个组成部分，单位m/s2。默认值是GV

48、EC=0,0,-9.81。HUMIDITY 相对湿度。单位%。这是在模拟中不只存在火还存在水的情况下需要详细说明的。否则，水的蒸发不能明确的被跟踪。默认值40%。ISOTHERMAL 一个逻辑参数，表示计算不包括温度或放射热转移的任何变化。从而减少必须被解的方程的数量，简化它们。自动设置RADIATION为.FALSE.NOISE 在FDS中以一个很小量的“noise”来初始化流动场，阻止一个完美的均衡流的发展，当边界和初始化条件都是完美的均衡的话。要把这个关掉，设置NOISE=.FALSE.P_INF 背景压力，单位Pa.默认值是101325Pa。RADIATION 逻辑参数，表示是否计算辐

49、射热转移。默认值是.TRUE.SUPPRESSION 逻辑参数，表示FDS是否应考虑气相火焰消失。默认值是.TRUE.SURF_DEFAULT 这个SURF行被应用于所有的边界，除了其它详细说明的。默认值是INERT，不反应固体边界固定在TMPA上。不必通过SURF行定义INERT。TMPA 环境温度。模拟开始时所有物体的温度。默认值是20。U0,V0,W0 在每个坐标方向上的气体初始速度。通常地，这些都是0m/s，但是存在应用，很方便的立即开始一个流动，例如，一个包括风的室外模拟。第七章 建立模型建立一个计算中的大量的工作主要是把空间几何形状详细列入模型和对这些物体应用边界条件。描述的几何学

50、基于矩形的障碍物，它们能够加热，燃烧，传热等等；通过这里的通风孔空气或者燃料可以被注入或抽出流动区域。这里需要对每个障碍物和通风孔制定一个边界条件来描述它的热学性质。火灾仅仅是一种边界条件类型。这章描述了如何建立一个模型。下章描述了如何给边界条件赋值。7.1 创造障碍：OBST名称系列组（表13.13）OBST名称系列组包含定义障碍物的参数。每个OBST行包含在流体域中一个矩形固体的坐标。这个固体被两个点（X1,Y1,Z1）和（X2,Y2,Z2）定义。这两个点在OBST行中以六个一组X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z1的形式输入。除了坐标以外，障碍物的边界条件由参数SURF_ID来详细说明。它指

51、明了在障碍物表面应用那个SURF组（8.2部分）。如果障碍物在顶端，边缘，底部有不同的性质，不要只在一个SURE_ID里边指定。相反，用SURF_IDS。它是一个三个字符串的阵列，分别指定了关于障碍物定点，边缘，底部的边界条件IDS。如果想得到一个默认的边界条件，那么SURE_ID不用设置。然而，如果障碍物边界条件中至少有一个是惰性默认值，它可以被认为是INERT ，但是它不必被明确的定义。例如：&SURF ID=FIRE,HRRPUA=1000.0 /&OBST XB=2.3,4.5,1.3,4.8,0.0,9.2,SURF_IDS=FIRE,INERT,INERT /在障碍物上设置一个火灾

52、。这是指定燃烧的一个简单方法。 障碍物一些另外的特征如下：除了SURF_ID和SURF_IDS外，也可以用如下六个一组的SURF_ID6：&OBST XB=2.3,4.5,1.3,4.8,0.0,9.2,SURF_ID6=FIRE,INERT,HOT,COLD,BLOW,INERT /这里六个表面描述符涉及到平面分别有x=2.3,x=4.5,y=1.3,y=4.8,z=0.0,z=9.2.注意，SURF_ID6不能以SURF_ID或者SURF_IDS的形式应用于同一个OBST行。障碍物可以是零厚度。常常，像窗户似的薄片形成一个障碍，但是如果数字网格与障碍物的厚度只是大概相关，障碍物不必太大，如

53、果假设它只有一个网格厚度的层。障碍物的所有面都被调换至最近的网格单元。如果障碍物非常薄，两个面可能在同一个网格面上非常近似。FDS和Smokeview把这种障碍物当做薄纸来处理，但是运行它有热力学的厚边界条件。这种特征是很脆弱的，尤其在燃烧和喷出的气体方面。一个薄片状的障碍物在它的表面上只能有一个速度向量，然而气体不能可靠地从一个薄的障碍物加入。因为不管是什么从一面加入必然从另一面出来。为了完整的功能性，障碍物应至少被指定一个网格厚度。薄片状障碍物同流体障碍一样操作良好。但是另外一些特征是脆弱的并且需要小心使用。为了防止FDS承认这种薄片状障碍物，在MISC行上设置THICKEN_OBSTRU

54、CTIONS=.TRUE.或在每个OBST行上设置THICKEN=.TRUE.这样薄片状假设不被允许。不像早期版本的FDS，障碍物太小以至于与潜在的数字网格不相关，就被拒绝。注意粗筛孔上的测试例子。在模拟过程中可能产生或者消除障碍物。详细见节。如果两个障碍物在一个或两个面上交叠，在输入文档中列为后面的要优先于列为前面的那一个，要知道后一个的表面性质将被应用于重叠面。Smokeview独立地呈递每一个障碍物，常常导致在交叠出产生一个难看的有两个表面色彩的交叉影线。对付这种问题的一个简单方法是通过相应调整坐标（XB）来稍微收缩第一个障碍物。然后，在Smokeview里，转换“q”键来显示如你指定的

55、障碍物，而不是如FDS呈递的那样。障碍物可以从HOLE冲孔特征被保护起来。有时很方便利用HOLE来创造一个门或窗。例如，假设在墙上钻了一个孔来表示门或窗。可以定义一个障碍物来填充这个洞（推测起来是不同地或任意地移走或染色），只要语句PERMIT_HOLE=.FALSE.包含于OBST行之中。总之，用这个语句可以使OBSTrution难以穿透。通过默认值，PERMIT_HOLE=.TRUE.，表示OBSTruction被假设为可穿透的，除非定向为其它方面。如果由于任何的原因，障碍物没有被移走或是拒绝，设置REMOVABLE=.FALSE.这样做有时需要停止FDS移走障碍物，如果它被植入了例外一个

56、，像一堵墙上的一个门。在很少的情况下，你可能不想使一个VENT附属于一个特定的障碍物，这么要设置ALLOW_VENT=.FALSE.通过在OBST行上指定TRANSPARENCY可以使障碍物半透明。这个真实的参数范围是0到1，0是完全的透明。这个参数应该总是伴随COLOR或RGB三原色来设置。它也可以在适当的SURF行上被详细指定，伴随一个颜色指示器。障碍物在Smokeview中被绘制为固体。要绘制一个轮廓表现，设置OUTLINE=.TRUE. 非矩形几何和斜面平顶 FDS的效率由它的数字网格的简单程度来决定。然而，存在一些情况，在这里确定的几何特征不符合矩形网格，例如斜面平顶或屋顶。在这些情

57、况下，利用矩形障碍物建立曲形几何，有时称这个过程为“楼梯分级”。要注意的是楼梯分级改变了靠近墙体的流动模式。为了减少靠近墙体的流场中楼梯分级的影响，在组成楼梯分级障碍物的每一个OBST行中规定参数SAWTOOTH=.FALSE.这个参数的作用是阻止在锐角转角处产生漩涡状态，有效地消除组成障碍物的锯齿状的阶梯。这不是解决问题的完全方法，但是它确实提供了一个简单的方法来确保在一个非矩形障碍物旁边的流场不会被锐角转角出产生的额外拖曳所抑制。不要把SAWTOOTH=.FALSE.应用于有伴随BURN_AWAY=.TRUE. 属性的任意SURF_IDS的障碍物。72 创建空间：HOLE命名系列组（表13

58、.7）HOLE名称组定义参数（表13.7）来在现有的障碍物或一组障碍物上切开一个空间。为了这么做，添加格式为&HOLE XB=2.0,4.5,1.9,4.8,0.0,9.2 /的行。任意体积在2 .0 x 4.5, 1.9 y 4.8, 0.0 z 9.2的固体网格单元被清楚掉。相交与这个体积的障碍物被分解成小的障碍物。如果那个洞代表一个门或窗，一个好的经验是打孔要十二分多来创建一个洞。这样确保了创建的洞贯穿了整个障碍物。例如，一个OBST行表示一个厚的墙：&OBST XB=1.0,1.1,0.0,5.0,0.0,3.0 /如果你不想创建一个门的话，加上：在洞的X坐标上加额外的厘米，来解释这个

59、洞贯穿了整个障碍物。当创建了HOLE时，受影响的障碍物被拒绝或创建或在预定的时间里被移除。详见。要使一个洞由CTRL或DEVC名称系列组来控制，你需要分别添加CTRL_ID或DEVE_ID参数至HOLE行。注意单个的DEVC或者CTRL可以被用来控制多重的项目，一个被用于HOLE的DEVC或CTRL不应被用于附加的HOLES之外的任意项目。如果想要这样，被分离出来的障碍物与最初的障碍物有着不同的颜色，在HOLE行上设置COLOR或整数三原色（见8.6部分）。当HOLE处于.FALSE.状态时，表示一个障碍物放置在了洞之中。要使这个障碍物透明，TRANSPARENCY参数需要由0-1的实数详细指

60、定。注意，如果TRANSPARENCY详细指定了，那么COLOR或RGB三原色也应该详细指定。TRANSPARENCY接近，但是不等于零，这样可以用来模拟一个窗户，当HOLES INITIAL_STATE=.FALSE.。当DEVC或CTRL被激活时，并且改变洞的状态为.TRUE.时，那么HOLE为打开并且完全透明。例证见20.1部分。如果一个障碍物没有被HOLE穿孔，在OBST行加入PERMIT_HOLE=.FALSE.。最好通过运行一个操作任务（TIME行上的T_END=0）或一个短时间的任务来检查几何形状来测试装置的操作性和控制功能。注意HOLE对VENT或者网格边界没有任何的影响。它只