燃烧仿真软件：FDS（火灾动力学模拟）：FDS模型建立与网格划分教程

燃烧仿真软件：FDS（火灾动力学模拟）：FDS模型建立与网格划分教程1FDS软件简介1.1FDS的基本原理FDS(FireDynamicsSimulator)是一个由美国国家标准与技术研究院(NIST)开发的大型火灾动力学模拟软件。它基于第一原理的计算流体动力学(CFD)方法，使用大涡模拟(LES)技术来模拟火灾的传播和烟气流动。FDS的核心是解决Navier-Stokes方程，这是描述流体运动的基本方程组，包括了质量守恒、动量守恒和能量守恒的原理。1.1.1质量守恒方程质量守恒方程描述了在任意控制体积内，流体的质量随时间的变化率等于流体通过该控制体积边界流入和流出的质量差。在FDS中，这一方程被用来计算流体密度的变化，从而反映烟气和空气的混合过程。1.1.2动量守恒方程动量守恒方程描述了流体动量随时间的变化率等于作用在控制体积上的外力和内力的总和。在火灾模拟中，这包括了重力、压力梯度力、粘性力以及由于燃烧产生的推力等。1.1.3能量守恒方程能量守恒方程描述了流体能量随时间的变化率等于能量的流入和流出，以及能量的产生和消耗。在火灾模拟中，能量的产生主要来自于燃烧反应，而能量的消耗则包括了对流、辐射和对流换热等过程。1.1.4大涡模拟(LES)大涡模拟是一种用于模拟湍流的数值方法，它通过直接求解大尺度涡旋的运动，而对小尺度涡旋进行模型化处理。在FDS中，LES被用来模拟火灾中烟气的湍流扩散，以及火焰的不稳定性。1.2FDS的应用领域FDS广泛应用于火灾安全工程的各个领域，包括但不限于：建筑设计与安全评估：通过模拟火灾在建筑物中的传播，评估建筑物的防火性能，为建筑设计提供安全指导。火灾探测与报警系统设计：模拟烟气和热气的扩散，优化火灾探测器和报警系统的布局，提高系统的响应速度和准确性。消防策略制定：模拟不同消防策略下的火灾控制效果，为消防部门提供决策支持。火灾事故调查：通过重建火灾现场，分析火灾发生的原因和传播过程，为火灾事故的调查和预防提供科学依据。火灾教育与培训：创建虚拟火灾场景，用于消防人员的培训和公众的火灾安全教育。1.2.1示例：FDS模型建立与网格划分在FDS中建立模型和进行网格划分，通常需要通过编写输入文件来完成。输入文件是一个文本文件，包含了模型的几何信息、材料属性、边界条件、初始条件以及网格划分的参数等。下面是一个简单的FDS输入文件示例，用于模拟一个房间内的火灾：!FDSInputFileExample

!RoomFireSimulation

MISC1{

NAME"FireSource";

TYPEPOLYGON;

POLYGON0.00.00.00.01.00.01.01.00.01.0;

Q_HRR1000000.0;

}

MATERIAL"Wood"{

DENSITY600.0;

SPEC_HEAT1200.0;

T_DECOM300.0;

YIELD0.05;

}

ZONE"Room"{

TYPEPOLYGON;

POLYGON0.00.00.00.010.00.010.010.00.010.00.00.0;

MATERIAL"Wood";

}

MESH"RoomMesh"{

I_MIN1;I_MAX10;

J_MIN1;J_MAX10;

K_MIN1;K_MAX10;

DX1.0;DY1.0;DZ1.0;

}在这个示例中，我们定义了一个名为“FireSource”的火源，它是一个位于房间角落的多边形，初始热释放率为1000000瓦特。我们还定义了一种名为“Wood”的材料，用于模拟房间的墙壁，其密度为600千克/立方米，比热容为1200焦耳/千克·开尔文，分解温度为300开尔文，分解产物的产率为0.05。最后，我们定义了一个名为“Room”的区域，它是一个10米×10米×10米的立方体房间，使用“Wood”材料。网格划分部分定义了一个名为“RoomMesh”的网格，它将房间划分为10×10×10个单元，每个单元的尺寸为1米。通过这个输入文件，FDS可以建立一个房间火灾的模型，并进行网格划分，为后续的火灾动力学模拟提供基础。1.2.2结论FDS作为一款先进的火灾动力学模拟软件，其强大的模拟能力和广泛的应用领域，使其成为火灾安全工程领域不可或缺的工具。通过理解和掌握FDS的基本原理和应用方法，可以有效地进行火灾模拟，为火灾安全提供科学的指导和决策支持。2模型建立基础2.1定义模型区域在进行燃烧仿真时，首先需要定义模型区域，即火灾发生的环境。这一步骤对于准确模拟火灾行为至关重要。FDS（火灾动力学模拟）软件允许用户通过指定几何形状和尺寸来定义模型区域。模型区域可以是简单的矩形空间，也可以是复杂的建筑结构，如多层建筑、隧道或飞机内部。2.1.1原理FDS使用笛卡尔坐标系来定义模型区域。用户需要指定模型的长度、宽度和高度，以及模型的原点位置。模型区域的定义直接影响到网格的划分，进而影响到计算的精度和效率。2.1.2内容在FDS中，模型区域的定义通常在输入文件中通过MESH命令完成。下面是一个简单的示例，展示如何定义一个模型区域：MESH

ORIGIN=0.0,0.0,0.0

XSIZE=10.0,10.0,10.0

DELTAS=0.1,0.1,0.1

/在这个例子中，模型的原点被设置在(0.0,0.0,0.0)，模型的尺寸为10.0米x10.0米x10.0米，网格的大小为0.1米x0.1米x0.1米。这意味着模型区域将被划分为1000个网格单元。2.2设置边界条件边界条件是燃烧仿真中另一个关键因素，它描述了模型区域与外部环境的交互。在FDS中，边界条件可以是开放的、封闭的、对流的或辐射的，每种条件都有其特定的应用场景。2.2.1原理边界条件决定了模型区域的边界如何处理热量、烟雾和气体的流动。例如，开放边界允许物质自由进出，而封闭边界则阻止任何物质的交换。对流和辐射边界条件则考虑了边界上的热交换过程。2.2.2内容在FDS中，边界条件通常通过WALL、OPEN、VENT等命令来设置。下面是一个示例，展示如何设置一个开放边界：OPEN

NAME="OPEN1"

SURF=1

X=0.0,10.0,0.0,10.0,0.0,0.0

/在这个例子中，OPEN1被定义为一个开放边界，它位于模型的底部（Z=0.0）。边界的位置由X和Y坐标定义，这里是一个矩形区域，从X=0.0到X=10.0，从Y=0.0到Y=10.0。设置封闭边界则可以使用WALL命令：WALL

NAME="WALL1"

SURF=2

X=0.0,0.0,0.0,10.0,0.0,10.0

/在这个例子中，WALL1定义了一个封闭的边界，它位于模型的左侧（X=0.0），阻止任何物质的进出。2.2.3总结定义模型区域和设置边界条件是进行燃烧仿真的基础步骤。通过精确地定义这些参数，可以确保FDS软件能够准确地模拟火灾在特定环境中的行为。网格的大小和边界条件的类型直接影响到仿真结果的准确性和计算的效率，因此在实际操作中需要根据具体情况进行调整。注意：上述内容中包含的FDS命令和参数是基于FDS软件的通用用法，具体版本的FDS可能在语法或参数上有所不同。在实际使用中，应参考最新版本的FDS用户手册或官方文档。3燃烧仿真参数设置3.1燃料特性输入在进行燃烧仿真时，准确输入燃料的特性是至关重要的。燃料特性包括但不限于燃料的化学成分、热值、密度、挥发性等。这些参数直接影响燃烧过程的模拟结果，包括火焰的传播速度、燃烧产物的生成、烟气的温度和成分等。3.1.1示例：燃料特性定义在FDS中，燃料特性通常通过MATERIAL和FUEL命令来定义。下面是一个定义木材燃料特性的示例：MATERIAL,

NAME,"WOOD",

DENSITY,500.0,!-kg/m^3

SPEC_HEAT,1250.0,!-J/kg/K

THERMAL_CONDUCTIVITY,0.15,!-W/m/K

THERMAL_DIFFUSIVITY,3.0e-7,!-m^2/s

EMISSIVITY,0.8,!--

REFRACTIVITY,0.0,!--

REFRACTIVE_INDEX,1.0,!--

ABSORPTION_COEFF,0.0,!-1/m

SPECULAR_REFLECTION,0.0,!--

DIFFUSE_REFLECTION,0.2,!--

DIFFUSE_TRANSMISSION,0.0,!--

REFRACTIVE_TRANSMISSION,0.0,!--

;

FUEL,

NAME,"WOOD",

YIELD,0.8,!-kg/kg

HEAT_OF_COMBUSTION,17000000.0,!-J/kg

;在这个例子中，我们定义了名为WOOD的材料，其密度为500kg/m^3，比热容为1250J/kg/K，热导率为0.15W/m/K等。接着，我们通过FUEL命令定义了木材的燃烧特性，包括燃烧时的产率和燃烧热。3.2火源参数配置火源参数配置是燃烧仿真中的另一个关键步骤。火源的大小、位置、燃烧速率、初始温度等参数的设置，直接影响到火灾的发展和蔓延。3.2.1示例：火源参数设置在FDS中，火源通常通过FIRE或HEAT_SOURCE命令来定义。下面是一个定义火源的示例：FIRE,

NAME,"FIRE1",

TYPE,"HEAT_FLUX",

LOCATION,10.0,10.0,0.0,!-m

SIZE,2.0,2.0,2.0,!-m

HEAT_FLUX,50000.0,!-W/m^2

;在这个例子中，我们定义了一个名为FIRE1的火源，其类型为HEAT_FLUX，表示通过热通量来模拟火源。火源的位置在(10.0,10.0,0.0)m，大小为2.0mx2.0mx2.0m，热通量为50000W/m^2。3.2.2火源参数详解NAME:火源的名称，用于在仿真中引用。TYPE:火源的类型，可以是HEAT_FLUX（热通量）、HEAT_RELEASE_RATE（热释放率）等。LOCATION:火源的三维位置坐标。SIZE:火源的三维大小。HEAT_FLUX或HEAT_RELEASE_RATE:根据火源类型，设置热通量或热释放率。通过这些参数的精确设置，可以模拟不同条件下的火灾场景，为火灾安全设计和评估提供科学依据。以上内容详细介绍了在FDS中进行燃烧仿真时，燃料特性和火源参数的设置方法。通过这些设置，可以构建出更加贴近实际的火灾模型，为火灾研究和预防提供有力支持。4网格划分技术4.1网格类型选择在进行燃烧仿真，尤其是使用FDS（火灾动力学模拟）软件时，网格类型的选择是至关重要的第一步。FDS支持多种网格类型，包括：CartesianGrids（笛卡尔网格）:这是最常用的网格类型，它基于直角坐标系，提供了一个均匀的网格结构，便于计算和结果分析。笛卡尔网格在处理规则几何形状时特别有效。Non-UniformGrids（非均匀网格）:在某些情况下，为了提高特定区域的计算精度，可以使用非均匀网格。这种网格允许在感兴趣区域（如火焰附近）使用更细的网格，而在其他区域使用较粗的网格，以节省计算资源。AdaptiveGrids（自适应网格）:自适应网格技术根据模拟过程中的物理现象自动调整网格密度。这在处理动态变化的火灾场景时非常有用，可以确保在需要的地方保持高精度。4.1.1选择网格类型的考虑因素几何复杂性:对于复杂的几何结构，非均匀或自适应网格可能更合适，以确保关键区域的精度。计算资源:更细的网格需要更多的计算资源。在资源有限的情况下，优化网格密度以平衡精度和效率是必要的。物理现象:如果模拟中包含快速变化的物理现象，如火焰传播，自适应网格可以提供动态的精度控制。4.2网格尺寸与精度控制网格尺寸的选择直接影响到模拟的精度和计算效率。在FDS中，网格尺寸的设置需要仔细考虑，以确保模型既准确又高效。4.2.1网格尺寸的影响精度:较小的网格尺寸可以提供更高的局部精度，但会增加计算时间和资源需求。稳定性:网格尺寸过小可能导致数值不稳定，而过大则可能忽略重要的物理细节。4.2.2精度控制策略在FDS中，可以通过以下策略来控制网格精度：局部细化（LocalRefinement）:在特定区域（如火焰核心或烟气流动的关键路径）使用更小的网格尺寸，而在其他区域使用较大的网格尺寸。这可以通过在输入文件中定义特定的网格区域来实现。自适应网格细化（AdaptiveMeshRefinement,AMR）:FDS支持AMR，允许在模拟过程中自动调整网格密度。这通常基于物理量的梯度，如温度或烟气浓度，以确保在变化最剧烈的区域保持高精度。4.2.3示例：局部细化假设我们正在模拟一个房间内的火灾，我们希望在火焰附近获得更高的精度。以下是一个FDS输入文件中局部细化的示例：!FDSInputFile

!LocalRefinementExample

MESH,

X1,Y1,Z1=0.0,0.0,0.0,

X2,Y2,Z2=10.0,10.0,3.0,

DX,DY,DZ=0.5,0.5,0.5,

NX,NY,NZ=20,20,6;

MESH,

X1,Y1,Z1=2.0,2.0,0.0,

X2,Y2,Z2=8.0,8.0,3.0,

DX,DY,DZ=0.1,0.1,0.1,

NX,NY,NZ=60,60,30;在这个例子中，我们定义了两个网格区域。第一个网格覆盖整个房间，使用较大的网格尺寸（0.5m）。第二个网格覆盖房间中心的区域，使用更小的网格尺寸（0.1m），以获得更高的局部精度。4.2.4示例：自适应网格细化FDS的自适应网格细化功能允许在模拟过程中动态调整网格密度。以下是一个使用AMR的FDS输入文件示例：!FDSInputFile

!AdaptiveMeshRefinementExample

MESH,

X1,Y1,Z1=0.0,0.0,0.0,

X2,Y2,Z2=10.0,10.0,3.0,

DX,DY,DZ=0.5,0.5,0.5,

NX,NY,NZ=20,20,6;

AMR,

VAR=TEMP,

THRESH=500.0,

FACTOR=2.0;在这个例子中，我们首先定义了一个覆盖整个房间的网格，使用较大的网格尺寸（0.5m）。然后，我们启用了自适应网格细化，基于温度（VAR=TEMP）的梯度。当温度超过500.0时，网格将自动细化，网格尺寸将减半（FACTOR=2.0）。通过这些策略，可以有效地控制FDS中的网格精度，确保模拟结果既准确又高效。在实际应用中，可能需要根据具体场景和计算资源进行多次迭代和优化，以找到最佳的网格设置。5FDS输入文件编写5.1输入文件结构解析FDS(FireDynamicsSimulator)是一个由美国国家标准与技术研究院(NIST)开发的火灾动力学模拟软件，用于模拟火灾场景下的烟气流动和热传播。FDS的输入文件采用纯文本格式，遵循特定的语法结构，以描述模拟场景的几何、材料、边界条件、初始条件和源等信息。5.1.1输入文件的基本结构FDS输入文件由一系列的关键词块组成，每个关键词块描述了模型的某个方面。关键词块的格式如下：<KEYWORD>{

<PARAMETER><VALUE>

<PARAMETER><VALUE>

...

}其中，<KEYWORD>是描述块功能的关键词，<PARAMETER>是需要设置的参数，<VALUE>是参数的值。5.1.2关键词块示例5.1.2.1MESHMESH{

NAME'Mesh1'

NX100NY50NZ25

DX0.5DY0.5DZ0.5

ORIGIN0.00.00.0

}NAME:网格的名称。NXNYNZ:网格在X、Y、Z方向上的单元格数量。DXDYDZ:网格在X、Y、Z方向上的单元格大小。ORIGIN:网格的原点坐标。5.1.2.2SURFSURF{

ID1

NAME'Wall'

MATERIAL'Concrete'

}ID:表面的唯一标识符。NAME:表面的名称。MATERIAL:表面材料的名称，影响热传导和烟气吸收。5.1.2.3ZONEZONE{

ID1

NAME'Room1'

TYPE'OPEN'

SURF111111

}ID:区域的唯一标识符。NAME:区域的名称。TYPE:区域类型，如’OPEN’表示开放空间。SURF:表面ID列表，定义区域的边界。5.2关键参数详解5.2.1MATERIAL材料参数定义了表面的物理属性，包括热导率、比热、密度、烟气生成率等。例如：MATERIAL{

NAME'Concrete'

THERMALCONDUCTIVITY1.7

SPECIFIC_HEAT880

DENSITY2400

}CONDUCTIVITY:热导率，单位为W/(m·K)。SPECIFIC_HEAT:比热，单位为J/(kg·K)。DENSITY:密度，单位为kg/m³。5.2.2FIRE火灾源的定义，包括位置、形状、热释放率等。例如：FIRE{

ID1

NAME'Fire1'

TYPE'CONE'

X5.0Y5.0Z0.0

QDOT1000

}ID:火灾源的唯一标识符。NAME:火灾源的名称。TYPE:火灾源的类型，如’CONE’表示锥形火源。XYZ:火灾源的坐标。QDOT:热释放率，单位为kW。5.2.3VENT通风口的定义，用于模拟空气和烟气的进出。例如：VENT{

ID1

NAME'Vent1'

TYPE'OPEN'

X10.0Y10.0Z3.0

AREA1.0

}ID:通风口的唯一标识符。NAME:通风口的名称。TYPE:通风口类型，如’OPEN’表示开放通风口。XYZ:通风口的坐标。AREA:通风口的面积，单位为m²。5.2.4TIME时间参数，用于控制模拟的时间步长和持续时间。例如：TIME{

DT0.1

TEND3600

}DT:时间步长，单位为秒。TEND:模拟结束时间，单位为秒。5.2.5POST后处理参数，定义输出数据的类型和频率。例如：POST{

TYPE'VOLUME'

NAME'Room1'

DT10

}TYPE:输出数据的类型，如’VOLUME’表示区域内的体积数据。NAME:输出数据对应的区域名称。DT:输出数据的时间间隔，单位为秒。通过上述关键词块和参数的组合，可以详细地定义一个火灾模拟场景，包括几何结构、材料属性、火灾源、通风条件和输出需求。FDS的输入文件编写是模拟准备的关键步骤，需要根据具体的应用场景和研究目的进行细致的设置。6案例分析与实践6.1简单燃烧场景建模在进行燃烧仿真时，使用FDS（火灾动力学模拟）软件建立模型是一个关键步骤。FDS采用大涡模拟(LES)方法，能够精确模拟火灾的动态过程，包括燃烧、烟气流动、热辐射等。下面，我们将通过一个简单的燃烧场景来演示如何使用FDS进行建模。6.1.1场景描述假设我们有一个10mx10mx10m的封闭房间，房间中央放置了一个1mx1mx1m的燃烧源。我们将模拟这个燃烧源在房间内的燃烧过程，以及烟气的扩散。6.1.2FDS模型建立FDS模型的建立主要通过编写输入文件来完成，输入文件通常是一个文本文件，包含了模型的几何信息、材料属性、边界条件、初始条件等。6.1.2.1几何信息首先，我们需要定义房间的几何信息。在FDS中，这通常通过MESH命令来完成。下面是一个简单的MESH命令示例：MESH10.00.00.010.010.010.01.01.01.0这里，MESH1定义了第一个网格，0.00.00.0是网格的起点坐标，10.010.010.0是网格的尺寸，1.01.01.0是网格的分辨率。6.1.2.2燃烧源定义接下来，我们需要定义燃烧源。在FDS中，这通常通过SURF和HEAT命令来完成。下面是一个简单的燃烧源定义示例：SURF100"BURNER"111111111111111111111111111111

HEAT1001001.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0SURF100定义了表面100，HEAT100则定义了在表面100上的热释放。这里，我们假设燃烧源是一个完全封闭的立方体，热释放均匀分布在其表面。6.1.2.3材料属性定义材料属性对于模拟燃烧过程至关重要。在FDS中，这通常通过MATERIAL命令来完成。例如，我们可以定义燃烧源的材料属性如下：MATERIAL100"BURNER_MATERIAL"1.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0这里，MATERIAL100定义了材料100，BURNER_MATERIAL是材料的名称，后续的数值定义了材料的物理属性，如密度、热导率等。6.1.3运行FDS一旦模型建立完成，我们可以通过FDS的命令行界面来运行仿真。运行命令通常如下：fdsinput.fds这里，input.fds是你的FDS输入文件的名称。6.1.4结果分析FDS仿真完成后，会生成一系列的输出文件，包括温度、速度、烟气浓度等。这些文件可以使用FDS自带的可视化工具fdsview来查看和分析。6.2复杂火灾环境仿真在处理更复杂的火灾环境时，FDS的建模和仿真过程会更加复杂。例如，考虑一个包含多个燃烧源、不同材料、以及复杂几何结构的场景。下面，我们将通过一个示例来演示如何处理这种复杂场景。6.2.1场景描述假设我们有一个大型的商业建筑，建筑内部有多个燃烧源，包括家具、电器等。建筑的几何结构复杂，包括多个楼层、楼梯、电梯井等。我们的目标是模拟火灾发生时，烟气在建筑内部的扩散过程，以及人员疏散的安全性。6.2.2FDS模型建立对于这种复杂场景，我们需要更详细的定义每个燃烧源、材料属性、以及建筑的几何结构。6.2.2.1燃烧源与材料属性对于每个燃烧源，我们需要定义其位置、尺寸、热释放率等。同时，对于建筑内部的每种材料，我们也需要定义其物理属性。这可以通过多个SURF、HEAT和MATERIAL命令来完成。6.2.2.2几何结构对于复杂的几何结构，我们可能需要定义多个MESH，并使用WALL、FLOOR、CEILING等命令来定义建筑的内部结构。6.2.3运行FDS对于复杂场景，我们可能需要更长的仿真时间，以及更多的计算资源。在运行FDS时，我们可能需要使用并行计算，或者在高性能计算集群上运行。6.2.4结果分析对于复杂场景，结果分析也会更加复杂。我们可能需要分析烟气在建筑内部的扩散路径，人员疏散的安全性，以及火灾对建筑结构的影响等。这通常需要使用更高级的可视化工具，以及专业的数据分析工具。以上就是使用FDS进行燃烧仿真的一些基本步骤和技巧。在实际应用中，我们可能需要根据具体场景，调整模型的参数，以及仿真设置，以获得更精确的仿真结果。7结果分析与后处理7.1输出数据解读在使用FDS（火灾动力学模拟）软件进行燃烧仿真后，生成的输出数据包含了丰富的火灾场景信息，包括但不限于温度、烟气浓度、火焰传播速度等。这些数据以特定的格式存储，解读这些数据是分析火灾行为、验证模型准确性以及优化设计的关键步骤。7.1.1FDS输出数据格式FDS的输出数据主要分为两种类型：历史数据（HistoryData）和网格数据（GridData）。历史数据：记录了指定位置或对象随时间变化的参数，如温度、烟气浓度等。这些数据通常以.hst文件格式存储。网格数据：提供了整个模拟区域在不同时间点的详细信息，包括温度、压力、速度等。网格数据以.gdt文件格式存储。7.1.2示例：解读.hst文件假设我们有一个.hst文件，记录了火灾中某点的温度变化。下面是一个简单的.hst文件内容示例：HISTORY:1

TIME:0.0000000E+00

TEMP:2.9315000E+02

...

TIME:1.0000000E+03

TEMP:1.0000000E+03在这个示例中，TIME列表示时间点，TEMP列表示该时间点的温度。通过分析这些数据，我们可以了解火灾发展过程中温度的变化趋势。7.2可视化结果展示可视化是结果分析的重要环节，它帮助我们直观地理解火灾动态，包括火焰的传播、烟气的流动、温度和压力的分布等。FDS提供了多种可视化工具，如Smokeview，用于生成2D和3D的可视化结果。7.2.1Smokeview使用示例Smokeview是FDS自带的可视化工具，可以用来查看和分析网格数据。下面是一个使用Smokeview查看网格数据的步骤示例：打开Smokeview：在FDS安装目录下找到Smokeview程序并运行。加载数据：选择“File”菜单下的“Open”，然后选择你的.gdt文件。选择可视化类型：在“Display”菜单中，你可以选择不同的可视化类型，如温度、烟气浓度、速度矢量等。调整时间：使用“Time”菜单来选择不同的时间点，观察火灾随时间的演变。保存图像或动画：使用“File”菜单下的“SaveImage”或“SaveAnimation”来保存你的可视化结果。7.2.2示例：使用Smokeview查看温度分布假设我们已经加载了一个.gdt文件，接下来我们想查看火灾中某一时刻的温度分布。在Smokeview中，我们选择“Display”菜单下的“Temperature”，然后调整时间到我们感兴趣的时刻。Smokeview将显示一个彩色的温度分布图，颜色越深表示温度越高。通过这种方式，我们可以清晰地看到火灾中温度的分布情况，以及高温区域的位置和范围。7.2.3数据样例与代码虽然Smokeview是一个图形界面工具，不直接使用代码，但我们可以使用Python的matplotlib库来读取和可视化.hst文件中的历史数据。下面是一个Python代码示例，用于读取和绘制.hst文件中的温度数据：importnumpyasnp

importmatplotlib.pyplotasplt

#读取.hst文件

defread_hst(filename):

data=np.genfromtxt(filename,names=True,delimiter='')

returndata

#绘制温度随时间变化的图表

defplot_temperature(data):

plt.figure()

plt.plot(data['TIME'],data['TEMP'])

plt.xlabel('时间(s)')

plt.ylabel('温度(K)')

plt.title('火灾中某点的温度变化')

plt.grid(True)

plt.show()

#主程序

if__name__=="__main__":

filename='example.hst'#假设这是你的.hst文件名

data=read_hst(filename)

plot_temperature(data)在这个示例中，我们首先定义了两个函数：read_hst用于读取.hst文件，plot_temperature用于绘制温度随时间变化的图表。然后在主程序中，我们调用这两个函数来读取文件并绘制图表。通过这种方式，我们可以更深入地分析历史数据，而不仅仅是通过Smokeview的图形界面。通过上述步骤和示例，我们可以有效地解读和可视化FDS的输出数据，从而更好地理解火灾的动态行为，为火灾安全设计和评估提供有力支持。8高级仿真技巧8.1多区域模型连接在FDS（火灾动力学模拟）软件中，多区域模型连接是一种高级技巧，用于模拟大型或复杂建筑中的火灾行为，其中建筑被分割成多个相互连接的区域。这种分割可以提高计算效率，同时保持模型的准确性。下面将详细介绍如何在FDS中建立多区域模型连接。8.1.1原理多区域模型连接基于以下原理：区域划分：将建筑空间划分为多个较小的区域，每个区域可以独立模拟。边界条件：定义区域之间的边界条件，包括开口、门、窗等，以确保热量、烟气和空气流动的连续性。数据交换：通过定义的边界条件，FDS在不同区域之间交换数据，如温度、烟气浓度和气流速度，以模拟整个建筑的火灾动态。8.1.2内容8.1.2.1区域定义在FDS中，每个区域都由一个MESH命令定义，该命令指定区域的几何形状、网格大小和边界条件。例如：MESH,

NAME="Room1",

X_MIN=0.0,X_MAX=10.0,

Y_MIN=0.0,Y_MAX=10.0,

Z_MIN=0.0,Z_MAX=3.0,

DX=0.5,DY=0.5,DZ=0.3,

BC="WALL",

BC="WALL",