內容簡介

《FDS火災數值模擬》是國內首部介紹FDS軟體的圖書，本書全面介紹了火災動力學類比軟體FDS及其建模工具Pyrosim的使用方法。FDS部分包括全域參數設置、建築結構建模、火源設置、輸出變數設置及等值線圖的繪製方法，消防設施類比包括通風系統、水噴淋系統、火災自動報警系統及邏輯控制的數值模擬方法。Pyrosim建模軟體的介紹分為兩部分，一是介紹FDS命令的同時給出Pyrosim操作步驟；二是通過工程案例展示Pyrosim的建模功能。

本書最後給出火災模擬技術在消防設計、建築防火性能化評估、火災調查及滅火指揮方面的應用。

《FDS火災數值模擬》通俗易懂、深入淺出，可供廣大消防安全領域工程技術人員參考，也可作為高等院校消防工程、安全工程及相關專業的教材。

作者介紹

李勝利，中國人民員警大學，副教授，一直從事研究生課程《火災數值模擬》、《建築防火性能化設計》和《人群疏散概論》，本科課程《建築技術基礎》、《建築結構》和《結構倒塌評估》的教學和科研工作。參與國家自然基金專案2項、科技支撐計畫專案2項、公安部應用創新計畫專案5項，發表相關學術論文十餘篇。

第1章緒論1
1.1火災數值模擬方法1
1.1.1經驗模型2
1.1.2區域模型4
1.1.3場模型5
1.2火災類比軟體6
1.2.1PHOENICS6
1.2.2FLUENT7
1.2.3CFX7
1.2.4OpenFOAM8
1.3FDS軟體特點9
1.3.1FDS的模型9
1.3.2FDS的假設10
1.3.3FDS的特點11

第2章FDS軟體使用方法12
2.1火災模擬過程12
2.1.1火災模擬過程12
2.1.2簡單的場景文件13
2.1.3Pyrosim概述14
2.2全域參數設置16
2.2.1HEAD命令16
2.2.2MESH命令17
2.2.3TIME命令21
2.2.4MISC命令22
2.2.5INIT命令23
2.3建築結構佈局設置25
2.3.1MATL命令25
2.3.2SURF命令28
2.3.3OBST命令42
2.3.4MULT命令46
2.3.5HOLE命令49
2.3.6VENT命令50
2.4火源設置54
2.4.1熱釋放速率55
2.4.2簡單熱解模型—設定熱釋放速率的火災60
2.4.3複雜熱解模型—設定熱解參數的火災67
2.4.4固體可燃物燃盡後的視覺消失77
2.4.5燃燒模型79
2.5輸出變數設置96
2.5.1DEVC命令97
2.5.2SLCF命令103
2.5.3ISOF命令106
2.5.4BNDF命令108
2.5.5Plot3D靜態資料108
2.5.6輸出次數控制111
2.5.7等值線圖繪製112

第3章建築消防設施的數值模擬118
3.1機械通風系統118
3.1.1普通風機118
3.1.2暖通空調系統119
3.2水噴淋系統125
3.2.1拉格朗日粒子125
3.2.2噴頭參數設置128
3.2.3水抑制作用的模擬方法136
3.2.4示蹤粒子及其應用139
3.2.5燃料粒子及其應用140
3.2.6預作用滅火系統141
3.2.7幹式滅火系統143
3.3火災自動報警系統144
3.3.1感溫探測器144
3.3.2感煙探測器146
3.3.3紅外光束線型感煙探測器148
3.3.4主動吸氣式感煙探測器149
3.4邏輯控制152
3.4.1基本邏輯控制153
3.4.2高級邏輯控制156

第4章Pyrosim火災模擬案例164
4.1單室火災——命令對話方塊建模164
4.1.1場景的FDS命令164
4.1.2Pyrosim建模過程165
4.2賓館火災——繪圖工具建模173
4.2.1Pyrosim繪圖工具173
4.2.2單室火災簡介174
4.2.3建模過程175
4.2.4標準間的FDS命令流182
4.3住宅火災——背景圖片建模184
4.3.1住宅建模介紹184
4.3.2建模過程184
4.3.3FDS命令流192
4.4 辦公樓火災——CAD平面圖紙建模198
4.4.1建築概況198
4.4.2模型簡化198
4.4.3工程圖紙處理199
4.4.4樓層管理199
4.4.5繪製計算網格199
4.4.6建立火災模型203
4.5體育館火災——CAD三維模型建模211
4.5.1概述211
4.5.2體育館建模211

第5章火災類比的工程應用214
5.1基於區域模型的地下車庫火災排煙量計算214
5.1.1煙氣層沉降理論分析215
5.1.2計算條件217
5.1.3計算結果及分析218
5.1.4結論223
5.2人員可用安全疏散時間模擬計算223
5.2.1基於現行規範的疏散設計方法224
5.2.2性能化人員疏散評估方法225
5.2.3人員安全疏散的性能判定標準228
5.3燃氣洩漏火災自熄原因的數值模擬研究229
5.3.1案例介紹229
5.3.2數值重建230
5.4滅火救援行為對火災發展影響的模擬研究234
5.4.1案例介紹234
5.4.2數值重建236
5.4.3結論239

附錄1FDS常用輸出變數241

附錄2常用材料的熱物理性質242

參考文獻243

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