煙氣流動(dòng)模擬分析軟件中庭實(shí)例—中庭煙霧運(yùn)動(dòng)

 

關(guān)鍵詞：煙氣流動(dòng)模擬分析軟件，煙氣流動(dòng)模擬分析軟件（CFD），消防安全評(píng)估軟件，結(jié)構(gòu)安全計(jì)算分析軟件

在本例中，您將模擬帶有和不帶抽氣風(fēng)扇的中庭中的煙霧運(yùn)動(dòng)。本例中的一些新概念包括：

• 更復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)。
• 使用多個(gè)網(wǎng)格。
• 定義使用多個(gè)煙霧探測(cè)器輸入的風(fēng)扇激活控制。
• 使用由暖通空調(diào)組件創(chuàng)建的抽風(fēng)機(jī)。

圖1：帶風(fēng)扇的速度等值線。

本教程演示如何：

• 創(chuàng)建中庭幾何結(jié)構(gòu)。
• 使用具有開放邊界的多個(gè)網(wǎng)格。
• 定義熱釋放率火災(zāi)。
• 創(chuàng)建煙霧探測(cè)器和控制裝置。
• 定義由控制裝置激活的暖通空調(diào)風(fēng)機(jī)和通風(fēng)口。

 

我們的模擬將復(fù)制Chew和Liew，2000所描述的模型。問題的幾何結(jié)構(gòu)如圖2所示。

一樓有兩個(gè)5m×5m的風(fēng)口，8個(gè)排量為20 m3/s的動(dòng)力抽風(fēng)機(jī)，每個(gè)位于煙庫(kù)。每層樓的兩側(cè)都有一個(gè)10 m×60 m的地板，中央開口形成中庭和煙霧庫(kù)。數(shù)值試驗(yàn)NA為30m高的5層中庭，NB為60m高的11層中庭。

通過定義火災(zāi)發(fā)生的一個(gè)指定地點(diǎn)的熱通量來(lái)模擬火源。移動(dòng)商店位于中庭。火災(zāi)規(guī)模假定為5MW

 

圖2:NA的中庭幾何(圖片來(lái)自Chew and Liew, 2000)

我們將做出以下假設(shè)：

• 樓層高為6 m。
• 地板、墻壁和地板為0.3 m厚的混凝土。
• 屋頂隔熱（絕熱）。

 

在本例中，說(shuō)明將描述使用菜單對(duì)話框輸入的數(shù)據(jù)。這樣做是為了清晰和一致。然而，PyroSim同時(shí)提供繪圖工具和快捷工具欄，可以加速許多任務(wù)。可以嘗試這些替代的模型創(chuàng)建方法。

 

1. 選擇國(guó)際單位制

要選擇國(guó)際單位：

1. 在“視圖”菜單上，單擊“單位”，然后選擇“國(guó)際單位”以使用公制顯示值。

 

2. 命名并保存模型

一開始保存模型是個(gè)好主意。這將使您能夠在將來(lái)的任何時(shí)候保存它并返回繼續(xù)您的工作。

1. 在“文件”菜單上，單擊“保存”。

2. 選擇保存模型的位置。由于FDS仿真生成許多文件和大量數(shù)據(jù)，因此為每個(gè)仿真使用一個(gè)新文件夾。在本例中，我們將創(chuàng)建一個(gè)Atrium文件夾并命名該文件中庭.psm.

3. 單擊“確定”保存模型。

 

3. 混凝土材料

要?jiǎng)?chuàng)建混凝土墻和樓板，我們先創(chuàng)建混凝土材質(zhì)。這就定義了電導(dǎo)率

以及混凝土的其他熱性能。

1. 在“模型”菜單上，單擊“編輯材質(zhì)”。

2. 單擊“從庫(kù)中添加”。

3. 從庫(kù)中的材質(zhì)列表中，單擊“混凝土”，然后單擊左箭頭（<--）將混凝土移動(dòng)到當(dāng)前模型中。單擊“關(guān)閉”關(guān)閉庫(kù)。

4. 單擊“確定”關(guān)閉“編輯材質(zhì)”對(duì)話框。

 

4. 混凝土表面

當(dāng)我們制作地板、墻壁和地板時(shí)，將使用混凝土表面。我們將使用分層表面，這樣進(jìn)入表面的熱傳導(dǎo)將包含在計(jì)算中。我們將使用0.3米厚的混凝土板，并對(duì)周圍空氣具有背面邊界條件（默認(rèn)為PyroSim）。定義表面：

1. 在“模型”菜單上，單擊“編輯表面”。

2. 在對(duì)話框左側(cè)的“表面”列表下，單擊“新建”。

3. 在“表面名稱”框中鍵入Concrete。在“表面類型”列表中，單擊“分層”。單擊“確定”。

4. 在“材質(zhì)層”選項(xiàng)卡中，單擊行并在“厚度”列中鍵入.3。

5. 在行中，單擊“編輯”。

6. 在“質(zhì)量分?jǐn)?shù)”框的“類型1”和“材質(zhì)”列表中，單擊“混凝土”。單擊“確定”。

7. 單擊“確定”關(guān)閉“編輯表面”對(duì)話框。

 

5. 創(chuàng)建模型幾何圖形

在建立這個(gè)模型時(shí)，我們將包括外墻，并模擬出建筑物末端和建筑物上方的水流。我們這樣做，既因?yàn)樗箍梢暬普妫惨驗(yàn)榻ㄖ戏降牡孛婧烷_放空間會(huì)影響流動(dòng)。

在模型的某些部分中，我們將使用0.5 m的解網(wǎng)格，因此幾何圖形是在該分辨率級(jí)別上描述的。這可以防止在我們使用更細(xì)（0.25 m）網(wǎng)格的區(qū)域中，薄壁或樓板捕捉到網(wǎng)格。

 

先加地板。地板是一個(gè)有混凝土表面的通風(fēng)口。如前幾例所述，F(xiàn)DS中的通風(fēng)口具有表面邊界條件的一般含義。在這種情況下，邊界條件就是地板。

1. 在“模型”菜單上，單擊“新建通風(fēng)孔”。

2. 在“ID”框中，鍵入Floor。

3. 在“表面”列表中，單擊“混凝土”。

4. 單擊“幾何體”選項(xiàng)卡。

5. 在“ MinX”框中鍵入0，在“MaxX”框中鍵入30。

6. 在“ MinY”框中鍵入-2，在“MaxY”框中鍵入62。

7. 單擊“確定”創(chuàng)建通風(fēng)口。

8. 在“視圖”菜單上，單擊“將視圖重置為對(duì)象”（或按CTRL+R）。

 

樓板

接下來(lái)創(chuàng)建地板。 它們的尺寸將與內(nèi)表面的墻壁相接。

1.在“模型”菜單上，單擊“新建障礙物”。

2.在ID框中，鍵入Floor Plate。

3.單擊幾何選項(xiàng)卡。

4.在“MinX”框中，鍵入0，然后在“MaxX”框中，鍵入10。

5.在“MinY”框中，鍵入0，在“MaxY”框中，鍵入60。

6.在“MinZ”框中，鍵入6，然后在“MaxZ”框中，鍵入6.5。

7.單擊“表面”選項(xiàng)卡。

8.在“單個(gè)”列表中，單擊“混凝土”。

9.單擊確定創(chuàng)建障礙物

 

現(xiàn)在我們將垂直復(fù)制這個(gè)地板。

1. 在地板上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊“復(fù)制/移動(dòng)”。

2. 選擇“副本”作為“模式”，然后在“副本數(shù)”框中鍵入3。

3. 在“偏移Z”框中，鍵入6。

4. 單擊“確定”復(fù)制。

 

現(xiàn)在我們將水平復(fù)制四個(gè)底板。

1. 按住CNTRL鍵，單擊以選擇四個(gè)底板。

2. 在所選內(nèi)容上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊“復(fù)制/移動(dòng)”。

3. 選擇“復(fù)制”作為“模式”，然后在“副本數(shù)”框中鍵入1。

4. 在“偏移X”框中，鍵入20。

5. 單擊“確定”復(fù)制

 

外墻

現(xiàn)在添加外墻。 這些將是混凝土表面的障礙物。 先是前墻。

1. 在“模型”菜單上，單擊“新建障礙物”。

2.在ID框中，鍵入End Wall。

3.單擊幾何選項(xiàng)卡。

4.在“MinX”框中，鍵入0，在“MaxX”框中，鍵入30。

5.在“MinY”框中，鍵入59.5，在“MaxY”框中，鍵入60。

6.在“MinZ”框中，鍵入0，然后在“MaxZ”框中，鍵入30。

7.單擊“表面”選項(xiàng)卡。

8.在“單個(gè)”列表中，單擊“混凝土”。

9.單擊確定創(chuàng)建障礙物。

 

現(xiàn)在，前排煙槽位于墻的頂部。

1.在“模型”菜單上，單擊“新建障礙物”。

2.在“ ID”框中，鍵入“ End Reservoir”。

3.單擊幾何選項(xiàng)卡。

4.在“Min X”框中，鍵入10，然后在“MaxX”框中，鍵入20。

5.在“Min Y”框中，鍵入59.5，在“MaxY”框中，鍵入60。

6.在“Min Z”框中，鍵入30，然后在“MaxZ”框中，鍵入36。

7.單擊“表面”選項(xiàng)卡。

8.在“單個(gè)”列表中，單擊“混凝土”。

9.單擊確定創(chuàng)建障礙物。

 

現(xiàn)在是結(jié)尾一扇門。請(qǐng)注意，孔的邊界延伸過墻，以確保在FDS網(wǎng)格中正確切割孔。

1. 在“模型”菜單上，單擊“新建孔”。

2. 在“ID”框中，鍵入“End Door”。

3. 單擊“幾何體”選項(xiàng)卡。

4. 在“MinX”框中，鍵入12.5；在“MaxX”框中，鍵入17.5。

5. 在“MinY”框中鍵入59，在“MaxY”框中鍵入60.5。

6. 在“MinZ”框中鍵入0，在“MaxZ”框中鍵入5。

7. 單擊“確定”創(chuàng)建孔。

 

復(fù)制前墻，水庫(kù)和后門

1. 按CTRL鍵，然后單擊以選擇“End Wall”，“End Reservoir”和“End Door”。

2. 右鍵單擊并單擊復(fù)制/移動(dòng)。

3. 對(duì)于“模式”，選擇“復(fù)印”，然后在“份數(shù)”框中，鍵入1。

4. 在“偏移Y”框中，鍵入-59.5。

5. 單擊確定進(jìn)行復(fù)制。

 

在上方的工具欄中，選擇顯示選項(xiàng)Realistic with Outlines，模型應(yīng)如圖3所示。

 

圖3：添加地板、樓板和前后墻后的模型

 

現(xiàn)在是右側(cè)墻。

1 .在“模型”菜單上，單擊“新建障礙物”。

2 .在ID框中，鍵入Side Wall。

3. 單擊幾何選項(xiàng)卡。

4. 在“MinX”框中，鍵入29.5，在“MaxX”框中，鍵入30。

5. 在“MinY”框中，鍵入0，在“MaxY”框中，鍵入60。

6. 在“MinZ”框中，鍵入0，然后在“MaxZ”框中，鍵入30。

7. 單擊“表面”選項(xiàng)卡。

8 .在“單個(gè)”列表中，單擊“混凝土”。

9. 單擊確定創(chuàng)建障礙物。

 

復(fù)制右側(cè)墻。

1. 在右側(cè)墻上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊“復(fù)制/移動(dòng)”。

2. 選擇“復(fù)制”作為“模式”，然后在“副本數(shù)”框中鍵入1。

3. 在“偏移X”框中，鍵入-29.5。

4. 單擊“確定”復(fù)制

 

屋頂

我們將使用復(fù)制和編輯功能來(lái)創(chuàng)建屋頂。

1. 按下CTRL鍵并點(diǎn)擊選擇上兩層樓板，錯(cuò)誤!沒有找到參考源…

2. 在選定的地板上右鍵單擊，然后單擊復(fù)制/移動(dòng)。

3.對(duì)于模式，選擇“復(fù)制”，在“復(fù)制數(shù)量”框中，鍵入1。

4. 在“偏移Z”框中，鍵入5.5。

5. 單擊OK復(fù)制。

 

編輯兩個(gè)屋頂嵌板。

1. 按CTRL鍵并選擇兩個(gè)新復(fù)制的障礙物，單擊鼠標(biāo)右鍵并單擊“屬性”。

2. 在“ID”框中，鍵入Roof。

3. 單擊“表面”選項(xiàng)卡。

4. 在單個(gè)列表中，單擊“絕熱”。

5. 單擊“確定”更改屬性。

 

現(xiàn)在，添加覆蓋煙霧庫(kù)的屋頂板。用表1所示的尺寸和絕熱表面制造三個(gè)新的障礙物。

表1：儲(chǔ)煙器面板的幾何形狀

按CTRL鍵并選擇+ X側(cè)壁和水庫(kù)2壁，然后右鍵單擊并選擇“隱藏對(duì)象”。 此時(shí)，您的模型應(yīng)如圖4所示。

 

圖4：添加墻和屋頂后。在這個(gè)圖中，右邊的墻和右邊的水庫(kù)被隱藏了。

 

6.定義火
 

反應(yīng)
我們先將反應(yīng)更改為丙烯。 與默認(rèn)的聚氨酯反應(yīng)相比，這種火產(chǎn)生的煙霧少。
 

1.在“模型”菜單上，單擊“編輯反應(yīng)”。

2.在對(duì)話框左側(cè)的反應(yīng)列表下，單擊“從庫(kù)添加”。

3.在“庫(kù)”列表中，單擊“丙烯”，然后單擊左箭頭（<-）將反應(yīng)移至“當(dāng)前模型”中。 單擊關(guān)閉以關(guān)閉庫(kù)。

4.單擊“確定”關(guān)閉“編輯反應(yīng)”對(duì)話框。

 

燃燒器表面

燃燒器表面將為模擬定義熱釋放速率。我們希望總放熱率為5MW，分布在9m²的區(qū)域?；饘⑸仙街链笾挡⒃?0秒后熄滅。定義表面：

1. 在“模型”菜單上，單擊“編輯表面”。

2. 在對(duì)話框左側(cè)的表面列表下，單擊新建。

3. 在“表面名稱”框中鍵入Burner。在“曲面類型”列表中，單擊“燃燒器”。單擊“確定”。

4. 555.6型每面積箱的放熱率（5000千瓦小時(shí)除以9m2）。

5. 在啟動(dòng)時(shí)間中，選擇自定義。 單擊編輯值，然后輸入以下給出的值，然后單擊確定。

6. 單擊“熱量”選項(xiàng)卡，選擇“固定溫度”作為“邊界條件模型”。對(duì)于表面溫度，鍵入500。對(duì)于發(fā)射率，鍵入0.9。

7. 單擊“確定”關(guān)閉“編輯表面”對(duì)話框。

 

火勢(shì)將定義在位于下部地板下方的3x3x0.5 m障礙物的頂面上。

1.在“模型”菜單上，單擊“新建障礙物”。

2. 在“ID”框中，鍵入Burner。

3. 單擊“幾何體”選項(xiàng)卡。

4. 在“MinX”框中，鍵入20；在“Max X”框中，鍵入23。

5. 在“MinY”框中鍵入28.5，在“Max Y”框中鍵入31.5。

6. 在“MinZ”框中鍵入0，在“Max Z”框中鍵入.5。

7. 單擊“曲面”選項(xiàng)卡。

8. 選擇“多個(gè)”，然后在“曲面”列表中單擊“Max Z”面上的“燃燒器”（錯(cuò)誤！未找到引用源。）。

9. 單擊“確定”創(chuàng)建障礙物。

 

7. 計(jì)算網(wǎng)格

對(duì)于這次火災(zāi)，D*為1.825 m。我們將在火災(zāi)位置（~D*/7）和距離火災(zāi)0.50 m處使用0.25的網(wǎng)格。簡(jiǎn)單的方法是定義兩個(gè)覆蓋整個(gè)模型的網(wǎng)格，然后圍繞火分割網(wǎng)格。要在主建筑中創(chuàng)建網(wǎng)格，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

1. 在“模型”菜單上，單擊“編輯網(wǎng)格”

2. 單擊“新建”，然后單擊“確定”以創(chuàng)建新網(wǎng)格。

3. 在“MinX”框中鍵入0，在“MaxX”框中鍵入30。

4. 在“MinY”框中鍵入-2，在“MaxY”框中鍵入62。

5. 在“MinZ”框中，鍵入0，在“MaxZ”框中，鍵入30

6. 在“X單元格”框中，鍵入60。

7. 在“Y單元格”框中，鍵入128。

8. 在“Z單元格”框中，鍵入60。

9.  單擊“應(yīng)用”保存對(duì)該網(wǎng)格的更改

 

現(xiàn)在，我們將添加代表煙氣容器和煙氣容器上方建筑物外部的網(wǎng)格。 這將使我們能夠看到離開建筑物的煙霧。

1. 在“編輯網(wǎng)格”對(duì)話框中，單擊“新建”，然后單擊“確定”以創(chuàng)建新的網(wǎng)格。

2. 單擊確定創(chuàng)建新的網(wǎng)格。

3. 在“MinX”框中，鍵入10，然后在“MaxX”框中，鍵入20。

4. 在“MinY”框中，鍵入0，在“MaxY”框中，鍵入60。

5. 在“MinZ”框中，鍵入30，在“MaxZ”框中，鍵入50

6. 在“ X單元格”框中，鍵入20。

7. 在“ Y單元格”框中，鍵入120。

8. 在“ Z單元格”框中，鍵入40。

9. 單擊確定保存更改，然后關(guān)閉“編輯網(wǎng)格”對(duì)話框。

 

我們現(xiàn)在有兩個(gè)網(wǎng)格可以用來(lái)解決這個(gè)問題。代表建筑物的網(wǎng)格有460800個(gè)單元，代表煙霧庫(kù)的網(wǎng)格有96000個(gè)單元。我們將拆分建筑網(wǎng)格有兩個(gè)原因：在處理器之間更均勻地分配計(jì)算，并在火災(zāi)時(shí)優(yōu)化網(wǎng)格。

要分割網(wǎng)格，我們將使用網(wǎng)格分割工具：

1. 在上方工具欄中，單擊“顯示網(wǎng)格分段”。

2. 在導(dǎo)航視圖中，選擇Mesh01，然后選擇Split Mesh工具，如圖5所示。

3. 沿著網(wǎng)格的下邊緣拖動(dòng)光標(biāo)，直到顯示Y=27.0 m，然后單擊，如圖6所示。

4. 繼續(xù)沿網(wǎng)格的下邊緣拖動(dòng)光標(biāo)，直到顯示Y = 33.0 m，然后單擊。

5. 現(xiàn)在，右鍵單擊并選擇完成。 現(xiàn)在將原始網(wǎng)格劃分為三個(gè)網(wǎng)格

 

圖5：選擇分割網(wǎng)格工具

 

圖6：通過沿邊移動(dòng)光標(biāo)，設(shè)置分割網(wǎng)格位置，然后單擊。

 

新的中間網(wǎng)格現(xiàn)在包括火。要優(yōu)化此網(wǎng)格，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

1. 在導(dǎo)航視圖中，選擇“Mesh01-b（中間網(wǎng)格）”，單擊鼠標(biāo)右鍵，然后選擇“屬性”。

2. 在“X單元格”框中，鍵入120。

3. 在“Y單元格”框中，鍵入24。

4. 在“Z單元格”框中，鍵入120。

5. 單擊“確定”。

 

8. 在網(wǎng)格邊界上添加打開的通風(fēng)口

默認(rèn)的FDS假設(shè)是網(wǎng)格邊界是閉合的，并且具有惰性曲面。我們將在模型的前、后和頂部的網(wǎng)格邊界添加開放的通風(fēng)口。

 

前庭

將打開的通風(fēng)口添加到前邊界。

1. 在導(dǎo)航視圖中，在“網(wǎng)格01-c”（前網(wǎng)格）上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊“打開網(wǎng)格邊界”，

 

圖7. 這將為模型添加七個(gè)打開的通風(fēng)口。

2. 編輯XMAX和XMIN通風(fēng)口，并在“幾何”選項(xiàng)卡的“Min Y”框中鍵入60。

3. 刪除屋頂上兩個(gè)打開的通風(fēng)口。

4. 刪除ZMIN通風(fēng)口。

 

現(xiàn)在，大樓前面應(yīng)該有四個(gè)打開的通風(fēng)口，如圖8所示。

 

中庭后部

重復(fù)這些步驟，在中庭后部添加打開的通風(fēng)口（MESH01-a）。編輯XMAX和XMIN通風(fēng)口，并在“幾何體”選項(xiàng)卡的“Max Y”框中鍵入0。大樓后面應(yīng)該有四個(gè)打開的通風(fēng)口。

 

圖7：開放網(wǎng)格邊界

 

圖8：中庭前部打開的通風(fēng)口

 

煙庫(kù)頂部
 

1. 在樹視圖中，在“網(wǎng)格02”（煙霧庫(kù)網(wǎng)格）上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后單擊“打開網(wǎng)格邊界”。這將為模型添加六個(gè)打開的通風(fēng)口。

2. 編輯側(cè)面（XMAX和XMIN）、背面（YMIN）和正面（YMAX）通風(fēng)孔，并在“幾何體”選項(xiàng)卡上的“Min Z”框中鍵入36。

如圖9所示，現(xiàn)在模型的前部、后部和頂部應(yīng)該有打開的通風(fēng)口。

 

圖9：網(wǎng)格邊界上的開口通風(fēng)口

 

9. 添加檢測(cè)器

探測(cè)器被用來(lái)探測(cè)火災(zāi)，然后可以作為控制的一部分，啟動(dòng)一個(gè)動(dòng)作，如激活抽氣風(fēng)扇。定義探測(cè)器：

1. 在“設(shè)備”菜單上，單擊“新建煙霧探測(cè)器”。

2. 在“名稱”框中，鍵入“感煙探測(cè)器”。我們將使用默認(rèn)檢測(cè)器。

3. 在“位置”框中，鍵入X、Y和Z坐標(biāo)，分別為25、10和5.5。探測(cè)器不能在地面上，而應(yīng)獨(dú)立于空氣中。

4. 單擊“確定”關(guān)閉“新建煙霧探測(cè)器”對(duì)話框。

5. 現(xiàn)在右鍵單擊煙霧探測(cè)器并單擊復(fù)制/移動(dòng)。

6. 復(fù)印4份，每一份在Y方向偏移10米

 

10. 二維切片平面

切片平面用于顯示二維輪廓。在此分析中，我們將保存溫度、速度和可見性數(shù)據(jù)，以便將來(lái)繪制。要定義剖切面，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

1. 在“輸出”菜單上，單擊“二維切片”。

2. 通過在表2中輸入值來(lái)填充表。您可以單擊行號(hào)以選擇要復(fù)制和粘貼的整行，從而加快輸入速度。

3. 單擊“確定”關(guān)閉“動(dòng)畫平面切片”對(duì)話框。

4. 單擊“顯示切片”工具以啟用/禁用切片的顯示。

表2。切片平面數(shù)據(jù)

11. 三維切片

FDS有兩種方法輸出三維數(shù)據(jù)：三維切片和三維繪圖數(shù)據(jù)。通常建議使用三維切片（用于繪制數(shù)據(jù)的三維區(qū)域），因?yàn)樗褂酶o湊的存儲(chǔ)空間。我們將繪制溫度數(shù)據(jù)以作說(shuō)明。

1. 在“輸出”菜單上，單擊“三維切片”。

2. 在“名稱”框中，鍵入Temperature。

3. 在“Min X”框中鍵入0，在“Max X”框中鍵入30。

4. 在“Min Y”框中鍵入-2，在“MaxY”框中鍵入62。

5. 在“Min Z”框中，鍵入0，在“MaxZ”框中，鍵入50

6. 選擇“否”以使用矢量？以細(xì)胞為中心？

7. 重復(fù)速度和可見性。

8. 單擊“確定”關(guān)閉“三維動(dòng)畫切片”對(duì)話框。

 

12. 指定仿真特性

我們將模擬運(yùn)行一百秒。

1. 在“分析”菜單上，單擊“仿真參數(shù)”。

2. 在“結(jié)束時(shí)間”框中，鍵入100。

3. 單擊“確定”

 

13. 可選-運(yùn)行模擬

如果需要，可以跳到第15節(jié)，在不使用提取風(fēng)扇的情況下運(yùn)行模擬。

 

14. 增加排煙風(fēng)機(jī)

我們可以采用兩種方法來(lái)定義排煙風(fēng)機(jī)。簡(jiǎn)單的方法是創(chuàng)建PyroSim所稱的排氣口，并將其放置在煙霧庫(kù)的頂部。然后，用戶可以指定流量，并使用控件將風(fēng)扇的激活連接到探測(cè)器。

這很簡(jiǎn)單，但煙霧會(huì)從模型中消失。

如果我們使用暖通空調(diào)風(fēng)扇來(lái)顯示從建筑物中抽出來(lái)的煙，那么它在視覺上會(huì)有趣得多。以下說(shuō)明描述了暖通空調(diào)風(fēng)扇。我們必須在煙霧庫(kù)的頂部和底部確定一個(gè)通風(fēng)口。然后，我們將用兩個(gè)串聯(lián)的管道連接兩個(gè)通風(fēng)口：管道1有一個(gè)風(fēng)扇，管道2 有一個(gè)阻尼器。阻尼器用于將通過管道的流量設(shè)置為zero，并在通過控制裝置連接到探測(cè)器時(shí)打開

 

添加通風(fēng)口

要添加2x2 m通風(fēng)口：

1. 在“模型”菜單上，單擊“新建通風(fēng)孔”。

2. 在“ID”框中，鍵入Extraction Bottom。

3. 在“表面”列表中，單擊“HVAC”。

4. 單擊“幾何體”選項(xiàng)卡。

5. 在“平面”列表中，單擊“Z”，然后在框中鍵入35.49（旋轉(zhuǎn)時(shí)小偏移避免閃爍在求解過程中，通風(fēng)口會(huì)卡在網(wǎng)格上）。

6. 在“Min X”框中，鍵入12；在“Max X”框中，鍵入14。

7. 在“MinY”框中，鍵入5；在“MaxY”框中，鍵入7。

8. 單擊“確定”，然后再次單擊“確定”以接受暖通空調(diào)警告并創(chuàng)建通風(fēng)口。

 

我們對(duì)障礙物頂面上的通風(fēng)口重復(fù)：

1. 在“模型”菜單上，單擊“新建通風(fēng)孔”。

2. 在“ID”框中，鍵入Extraction 。

3. 在“表面”列表中，單擊“HVAC”。

4. 單擊“幾何體”選項(xiàng)卡。

5. 在“平面”列表中，單擊“Z”，然后在框中鍵入36.01（小偏移避免旋轉(zhuǎn)時(shí)閃爍，并且在解算過程中通風(fēng)口將捕捉到柵格）。

6. 在“Min X”框中，鍵入12；在“Max X”框中，鍵入14。

7. 在“Min Y”框中，鍵入5；在“Max Y”框中，鍵入7。

8. 單擊“確定”，然后再次單擊“確定”以接受暖通空調(diào)警告并創(chuàng)建通風(fēng)口

 

暖通空調(diào)風(fēng)機(jī)

這將創(chuàng)建一個(gè)可以在暖通空調(diào)管道中使用的風(fēng)扇。

1. 在“模型”菜單上，單擊“編輯HVAC”

2. 單擊“新建”，然后在“類型”列表中單擊“風(fēng)扇”。在“名稱”框中，鍵入Smoke Fan。

3. 選擇“恒定流量”，然后在“體積流量”框中，鍵入16。

4. 單擊“確定”關(guān)閉“編輯HVAC”對(duì)話框。

 

暖通空調(diào)節(jié)點(diǎn)和管道

管道連接兩個(gè)通風(fēng)口。管道需要兩個(gè)末端節(jié)點(diǎn)，我們將在通風(fēng)口處創(chuàng)建。管道將包含風(fēng)扇。

添加與暖通空調(diào)通風(fēng)口相對(duì)應(yīng)的底部和頂部暖通空調(diào)節(jié)點(diǎn)：

1. 在導(dǎo)航視圖中，在提取底部通風(fēng)口上單擊鼠標(biāo)右鍵。

2. 單擊“添加HVAC節(jié)點(diǎn)”。這將生成一個(gè)名為Node01的新HVAC節(jié)點(diǎn)。

3. 在樹狀圖中，右鍵單擊Node01。

4. 單擊“重命名”。

5. 在“名稱提取”底部鍵入，然后按回車鍵。

 

重復(fù)進(jìn)行頂部抽氣：

1. 在樹形視圖中，右鍵單擊提取頂部通風(fēng)口。

2. 單擊添加HVAC節(jié)點(diǎn)。

3. 在樹視圖中，右鍵單擊Node02。

4. 單擊重命名。

5. 鍵入名稱Extraction ，然后按Enter鍵。

 

現(xiàn)在創(chuàng)建暖通空調(diào)風(fēng)管。當(dāng)煙霧探測(cè)器啟動(dòng)時(shí)，將添加一個(gè)控制裝置來(lái)打開風(fēng)扇。請(qǐng)注意，即使風(fēng)扇關(guān)閉，也可能會(huì)有少量的氣流流過管道。到完全阻塞流，添加一個(gè)與風(fēng)機(jī)風(fēng)管串聯(lián)的風(fēng)機(jī)風(fēng)管。

1. 在“模型”菜單上，單擊“新建”“HVAC風(fēng)管”。

2. 在“ID”框中，鍵入Fan Duct。

3. 在“節(jié)點(diǎn)1”列表中，單擊“提取底部”。

4. 在“節(jié)點(diǎn)2”列表中，單擊“提取頂部”。

5. 選擇“非圓形”，然后在“面積”框中鍵入4，在“周長(zhǎng)”框中鍵入8。

6. 單擊“流模型”選項(xiàng)卡。

7. 在“流量設(shè)備”列表中，單擊“風(fēng)扇”（不是“基本風(fēng)扇”）。

8. 在“風(fēng)扇”列表中，單擊“Smoke Fan”。這將選擇我們先前創(chuàng)建的暖通空調(diào)風(fēng)扇。

9. 在激活列表中，單擊“新建”。

10. 在“名稱”框中，鍵入Fire Detector Control，然后單擊“確定”創(chuàng)建控件。

11. 選擇“檢測(cè)器”作為“輸入類型”。

12. 在文本描述中，單擊并選擇五個(gè)煙霧探測(cè)器，然后單擊OK。

13. 再次單擊“確定”關(guān)閉“新建控件”對(duì)話框。

14. 單擊“確定”關(guān)閉“HVAC風(fēng)管特性”對(duì)話框

 

現(xiàn)在我們將復(fù)制這些排煙口，形成一行。

1. 按住CTRL鍵，點(diǎn)擊提取底部排氣口，提取頂部排氣口，提取底部HVAC節(jié)點(diǎn)，提取頂部HVAC節(jié)點(diǎn)，以及風(fēng)機(jī)風(fēng)道。

2. 右鍵單擊所選對(duì)象并單擊復(fù)制/移動(dòng)。

3.模式，選擇“復(fù)制”，在“復(fù)制數(shù)量”框中，鍵入“3”。

4. 在“偏移量Y”框中，鍵入16。

5. 單擊OK復(fù)制。

 

現(xiàn)在我們將四個(gè)排氣口復(fù)制到一個(gè)新行。

1. 將選擇復(fù)制的對(duì)象(或者，選擇我們剛才創(chuàng)建的通風(fēng)口、節(jié)點(diǎn)和管道的副本)。

2. 右鍵單擊所選內(nèi)容，然后單擊復(fù)制/移動(dòng)。

3.對(duì)于模式，選擇“復(fù)制”，在“復(fù)制數(shù)量”框中，鍵入1。

4. 在“偏移X”框中，鍵入4。

5. 單擊OK復(fù)制。

 

此時(shí)，您的模型應(yīng)該如圖10所示，通風(fēng)口和風(fēng)扇位于屋頂頂部。

 

圖10：添加了暖通空調(diào)管道和風(fēng)扇后的模型（標(biāo)簽已關(guān)閉，并且已隱藏了3號(hào)水庫(kù)的障礙物）

 

15. 保存模型

1. 在“文件”菜單上，單擊“保存”。

2. 單擊“保存”保存模型。

 

16. 運(yùn)行模擬

1. 在FDS菜單上，單擊Run FDS Parallel。注意，我們可以使用并行處理，因?yàn)槲覀兌x了四個(gè)網(wǎng)格。

2. FDS仿真對(duì)話框?qū)⒊霈F(xiàn)并顯示仿真的進(jìn)度。

3. 在分析過程中，定期查看結(jié)果，以確保解決方案順利進(jìn)行。

4. 模擬完成后，PyroSim結(jié)果將自動(dòng)啟動(dòng)并顯示模型的三維圖像。

 

17.查看煙霧和HRRPUA

我們使用PyroSim結(jié)果查看每單位體積的煙霧和熱量釋放率。

1. 在“ PyroSim結(jié)果”窗口中，雙擊樹列中的“ 3D煙霧”菜單。 這將為網(wǎng)格加載HRRPUV和煙灰質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)集。 選擇“線框渲染”。

 

圖11：45秒時(shí)庭濃煙。抽風(fēng)機(jī)啟動(dòng)。

在三維切片中，雙擊“溫度”以顯示溫度等曲面。單擊顏色欄以亮顯值，單擊鼠標(biāo)右鍵關(guān)閉亮顯。雙擊顏色欄以更改打印特性。

 

圖12：45秒時(shí)的溫度等值面。

 

18. 查看切片數(shù)據(jù)

我們可以使用二維切片數(shù)據(jù)查看平面上的輸出（您也可以通過三維切片數(shù)據(jù)定義切片）。

我們將查看速度向量。

1. 在“結(jié)果”窗口中，雙擊“二維切片向量>速度”。

45秒時(shí)，疏散風(fēng)扇工作，空氣通過打開的門進(jìn)入，如圖13所示。

 

圖13：速度切片顯示風(fēng)扇在45秒時(shí)抽取空氣。

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