完整版FDS5用户指引自译非

（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一部分运行FDS 1\o"CurrentDocument"第一章绪论 1\o"CurrentDocument"FDS的特征 1\o"CurrentDocument"FDS5中增加的内容 3\o"CurrentDocument"第二章开始 4\o"CurrentDocument"第三章运行FDS 5\o"CurrentDocument"3。1开始一个FDS计算 5\o"CurrentDocument"3。1.1开始一个FDS运算（单个处理器版本） 6\o"CurrentDocument"3.2模拟过程 7\o"CurrentDocument"4.1版本编号 8第二部分 9\o"CurrentDocument"第五章一个输入文件夹的基本结构 9\o"CurrentDocument"5.1为任务命名 9\o"CurrentDocument"5。2命名格式 9\o"CurrentDocument"5。3输入文件夹的结构 11\o"CurrentDocument"第六章设置时间和空间界限 14\o"CurrentDocument"为任务命名：HEAD名称列表组（表13.6） 14\o"CurrentDocument"模拟时间：TIME命名列表组（表13。24） 14\o"CurrentDocument"6。3计算的网格：MESH名称组（表13.11） 16\o"CurrentDocument"混杂参数MISC名称列表组（13。12表） 17（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第七章建立模型 18\o"CurrentDocument"7。1创造障碍：OBST名称系列组（表13。13） 18\o"CurrentDocument"2创建空间：HOLE命名系列组（表13.7） 21\o"CurrentDocument"7。3应用表面性质：VENT组（表13。27） 23\o"CurrentDocument"第八章边界条件 23\o"CurrentDocument"8。1基础 23\o"CurrentDocument"8.2描述边界曲面：SURF名称组（表格13。22） 24\o"CurrentDocument"用一个已知的热量释放率来指定一个火灾 25\o"CurrentDocument"简单的热力学边界条件 258。4描述真实的材料：MATL名称组 26\o"CurrentDocument"8.4.1热力学性质 27\o"CurrentDocument"8.4。2高温分解模型 28\o"CurrentDocument"8.4。5特殊专题：使燃料消失（BURN_AWAY） 35\o"CurrentDocument"8.5用户指定的功6%RAMP和TABL名称组 36\o"CurrentDocument"第九章燃烧与辐射 38\o"CurrentDocument"9。1混合分数燃烧：REAC名称系列组 38\o"CurrentDocument"9.1.2特殊专题：HeatofCombustion 40\o"CurrentDocument"9。1.4特殊专题：CO产量 40\o"CurrentDocument"9。2额外气体类别：SPEC组 41\o"CurrentDocument"第十章粒子和小滴：PART名称系列组 43\o"CurrentDocument"基础 44\o"CurrentDocument"控制微粒和液滴 44（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"微粒和液滴性质 46\o"CurrentDocument"10。4微粒和液滴的特殊类型 47\o"CurrentDocument"微粒和小滴的着色 49\o"CurrentDocument"10。6特殊的话题：燃料小滴喷雾 49\o"CurrentDocument"10。7特殊的话题：水的抑制（只适用于混合分数模型） 50\o"CurrentDocument"第十一章装置和控制逻辑 51\o"CurrentDocument"11。1装置定位和定向：DEVC名称组（表13.4） 51\o"CurrentDocument"11。2装置输出 52特殊的装置和它们的性质：PROP名称组（表13.16）...53\o"CurrentDocument"洒水装置 53\o"CurrentDocument"喷嘴 55烟雾探测器 56第十二章输出数据 5712。2输出文档类型 57\o"CurrentDocument"12。3特殊的输出量 59\o"CurrentDocument"12。3。13干燥体积和质量分数 59\o"CurrentDocument"12。5常用输出量总结 60（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）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moSmokeview是一个可视化的程序，用来显示FDS的模拟结果。对Smokeview的详细讲解可见第五版Smokeview的用户指南.1.1FDS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一修正方案，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（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）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下丫凶）.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初任理论.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MessagePassingInterface（MPI）。详细情况见3。1。2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（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）接数值模拟的时候（DNS）。1。2FDS5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FDSd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1^兀来指定。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（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）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8.2。2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，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。Smokeview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.4（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）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Smokeviewo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。3o1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。「也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fds5oexe。并行运行的称为fds5_mpioexe.文件夹名中的mpi表示Message5（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）PassingInterface。下边将会进行讨论。注意，对于单个和平行版本的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。3。1.1开始一个1^$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。MSWindows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fds5job_name。fds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，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-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fds5job_name。fds〉job_name.err来改至一个文件夹。（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）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6.4。1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中没有连人的边界，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（区人附），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，学会在一7（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）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“IssueTracker"，这就允许你去报告漏洞，特征请求，提出特定的分类问题，和“GroupDiscussions”，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，你对问题的提交对我们来说很重要，同时要有对问题的描述在。5的版本号.每一个版本的FDS的发布，都有一个版本编号如：5。2.6.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。（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）第二部分第五章一个输入文件夹的基本结构为任务命名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_nameofds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.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。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&DUMPNFRAMES=1800,DT_HRR=10。，DT_DEVC=10。，DT_PR0F=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9（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）节中得到解释。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（CO_YIELD=0.008），实数组或整数组（XYZ=6。04，0。28,3。65）或者（21<=90,36,38），字符串：CHID=’WTC_05_v5’字符串组：SURF_IDS=’burner’，’STEEL'，'BRICK’或者逻辑参数：POROUS_FLOOR二.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。丁=0.02.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0。5,那么写为MATL_MASS_FRACTION（3,2）=0.5输入不止一个质量分率，用这个符号:10（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）MATL_MASS_FRACTION（1,1：3）=0.5,0.4,0.1这个表示第一层的前三个物质的质量分率分别为0.5,0.4,0。1。数字1:3表示数组元素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。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，七^offile"，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“&丁人11/”来结束。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'七^offile”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。&HEADCHID='WTC_05_v5,,TITLE二’WTCPhase1,Test5,FDSversion5'/&MESHIJK=90,36,38,XB=-1。0,8。0,—1.8,1.8,0。0,3.82/&TIMET_END=5400./&MISCSURF_DEFAULT二’MARINITEBOARD',TMPA=20。，POROUS_FLOOR二。FALSE./&DUMPNFRAMES=1800,DT_HRR=10.,DT_DEVC=10。，DT_PROF=30。/11（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）&REACID='HEPTANETOCO2,FYI='Heptane,C_7H_16,C=7.H=16.CO_YIELD=0。008/SOOT_YIELD=0.015/&OBSTXB=3。5,4.5,—1.0,1。0,0.0,0。0,SURF_ID='STEELFLANGE'/FirePan..。&SURFID='STEELFLANGE'COLOR='BLACK'MATL_ID='STEEL'BACKING='EXPOSED'THICKNESS=0。0063/..。&VENTMB二’XMIN',SURF_ID二'OPEN'/...&SLCFPBY=0.0,QUANTITY='TEMPERATURE',VECTOR二。TRUE。/。。。&BNDFQUANTITY='GAUGEHEATFLUX'/..。&DEVCXYZ=6。04,0。28,3。65,QUANTITY二’oxygen', ID='EO2_FDS'/12（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）&TAIL/Endoffile。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5.1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.13（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）第六章设置时间和空间界限为任务命名：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：&HEADCHID=’WTC_05_v5’，TITLE二’WTCPhase1,Test5，FDSversion5’/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WTC_05_v5。fds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。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。模拟时间：TIME命名列表组（表13.24）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，通过参数丁_£皿〕所6End）。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.&TIMET_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。14（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）如果你想使时间命令行从一个非零的数字开始，可以使用参数丁_8£6小（Time8685）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。如果区41^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，最终会连接到区人附「。所以，你要设置T_BEGIN时间稍微少于区人初「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使用了区人附「，T_BEGIN应设置的稍微少10秒。最初时间步长值可以由D丁来详细说明。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。。丁的默认值是5（dxdydz）1//.vgHs。这里bx,by,bz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job-name.out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，而确保在每次迭代中计算一个网格。更多的细节见6。3.2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15（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）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。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。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，&MESHIJK=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^长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6.3.4节）.任何超越网格边界的障碍物或通风孔在边界处被切断。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FastFourierTransforms（FFTs）在y和z方向上，网格的二维和三维应为213m5n的形式，这里l,m,n都是整数。例如，64=26,72=2332and108=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确保，最终用的不会过度地减慢计算。16（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）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&MISCSURF_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，单位由％2。默认值是GVEC=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“门0156”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二.FALSE。P_INF背景压力，单位「2.默认值是101325Pa.RADIATION逻辑参数，表示是否计算辐射热转移。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℃。17（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）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。85丁行中以六个一组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,，18（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）但是它不必被明确的定义。例如：&SURFID二'FIRE’，HRRPUA=1000.0/&OBSTXB=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。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：&OBSTXB=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_OBSTRUCTIONS二.TRUE。或在每个OBST行上设置THICKEN二。TRUE.19（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）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11。1.1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仪8）来稍微收缩第一个障碍物。然后，在Smokeview里，转换‘飞”键来显示如你指定的障碍物，而不是如FDS呈递的那样.障碍物可以从阿1£冲孔特征被保护起来。有时很方便利用的1£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二.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，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二.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RGBm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二.TRUE。20（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）7。1。1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二.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二.FALSE。应用于有伴随BURN_AWAY二.TRUE。属性的任意SURF_IDS的障碍物。7.2创建空间：HOLE命名系列组（表13.7）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&HOLEXB=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0.1米厚的墙：&OBSTXB=1.0,1.1,0。0,5。0,0。0,3。0/21（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）如果你不想创建一个门的话，加上：&HOLEXB=0。99,1。11,2。0，3。0，0。0，2。0/在洞的X坐标上加额外的厘米，来解释这个洞贯穿了整个障碍物。当创建yHOLE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11。4.1。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。£丫£_2参数至HOLE行。注意单个的。£丫。或者。丁区1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，丁区人邮「人区£吃丫参数需要由0—1的实数详细指定。注意，如果丁区人邮「人区£加丫详细指定了，那么COLOR或区68三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HOLE’SINITIAL_STATE二.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二.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。它只应用于OBSTstructions.22（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）7.3应用表面性质：VENT组（表13.27）鉴于OBST组被用来指定计算域中的障碍物，VENT组（表13.27）被用来指定毗邻障碍物或外墙的平面。选择vents的方式与障碍物类似，用六个一组的坐标XB来表示毗邻一个固体表面的平面。六个坐标中的两个必须相同，表示一个与实体进行对照的平面。注意：对于任何给定的墙体单元只能指定一个VENT。如果对一个给定的墙体单元指定额外的VENT行，FDS将会产生一个警告信息，并且忽略后续的行。（也就是说，只应用到了第一个vent）第八章边界条件这章描述了如何指定组成流动区域边界曲面物体的性质。这是建立模拟最具有挑战的部分。因为，首先对于真的或模拟的火灾，火灾的发展对于周围物质的热学性质非常敏感。第二，尽管对所有的物质性质有一定程度的理解，影响的物理现象由于模型运算法则和数字网格解答的限制。你有必要去提供物质的热学性质并且评估模型的运算来确保捕捉到影响的现象。8.1基础由默认值，计算区域的外层边界假设为固体边界条件，它保持为周围环境的温度。这也同样使用于加入场景的任意障碍物.为了详细说明固体物质的性质，用命名系列组SURF（见8。2章）.打开FDS5，固体被假设为包含由不同材料组成的层。需要的每一种材料的性质通过MATL名称系列组（见8.4部分）来指定。这些性质表示材料被加热的速度有多块，如何燃烧.输入文件中的每一个凶人几条目必须包含一个ID,或名字。这样通过参数附人兀/口就可以把它们与一个特定的SURF23（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）来联系起来。例如，输入文件条目为:&MATLID='BRICK'CONDUCTIVITY=0。69SPECIFIC_HEAT=0。84DENSITY=1600。/&SURFID='BRICKWALL,MATL_ID=,BRICK'COLOR='RED’BACKING='EXPOSED,THICKNESS=0.20/&OBSTXB=0。1,5。0,1.0,1.2,0。0,1。0,SURF_ID二'BRICKWALL,/定义一个砖墙，4。9m长，1m高，20cm厚。OBST行表示的墙的厚度不必与SURF行表示的相符合。墙体表面上材料的厚度由参数丁川。郎£$$来表示.这两个参数对于彼此来说都是相互独立的，。85丁行描述了总体的几何结构，SURF行描述了几何形状表面的性质，这包含了应用与表面材料的层的厚度。8。2描述边界曲面：SURF名称组（表格13.22）SURF名称组（表13.22）定义了所有固体表面的结构或者里边的开口或者流体域的范围。障碍物和通风孔的边界条件依据合适的SURF行来得到描述，SURF行的参数在这节中讲到。所有固体表面的默认边界条件是，一个温度在TMPA行中指定的，惰性的墙体，被称为是惰性。如果只需要这个边界条件，那么不必在输入文档中加入任何的SURF行.如果需要附加的边界条件，每次需要列出一个边界条件。每个SURF行包含一个识别字符串2=，.。.，.以便允许24（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）通过障碍物或通风孔来涉及到它。因此，在每个OBST行和VENT行上，字符串SURF_ID=’。..’表示包含想要的边界条件参数的SURF行的出.如果应用一个特定的SURF行来作为默认边界条件，例如CONCRETE,在MISC行上设置SURF_DEFAULT二'CONCRETE'。默认边界条件’INERT’确实允许热量损失，与绝热的表面不一样。如果你希望定义一个绝热的边界，那么在SURF行上设置ADIABATIC二.TRUE。8。2。1用一个已知的热量释放率来指定一个火灾可以通过MATL行指定他们相关的性质来模拟固体和液体燃料。然而，如果你只是想定义一个给定热量释放率（HRR）的火灾，那么你不需要指定任何的物质性质.一个指定的火灾只是作为从固体表面或通风孔排出的气体燃料来实现基本模拟.本质上说，这是一个有指定单位空间热释放率（HRRPUA）的火炉。单位刚加2.例如：&SURFID二’FIRE',HRRPUA=500。/把500卜火42应用于任何包含SURF_ID='FIRE’属性的表面。阅读8。5节中的关于TimeDependentCondition的讨论来学习如何上下调整热释放率.可以替代并且和HRRPUA有一样的功能的另一个选择是MLRPUA，只是这个参数定义了每单位面积的燃烧气的质量损失率，单位卜842%。不要在同一个SURF行上同时定义HRRPUA和MLRPUA。8.2.2简单的热力学边界条件通常，通过MATL名称组来定义一个固体边界的热力学性质。MATL组又依次在SURF条目上通过MATL_ID字符串被调用。然而，有时可以很方便地简单地来定义一个设定的温度边界条件，在这种情况下，设置TMP_FRONT为表面温度，单位是。℃。25(完整word版)FDS5用户指南(自译非完整版)对于一个固定的对流热流动的固体表面，设置CONVECTIVE_HEAT_FLUX为对流热流量，单位kw/m2。如果CONVECTIVE_HEAT_FLUX是正的，墙体加热了周围的气体。如果CONVECTIVE_HEAT_FLUX是负的，墙体冷却了周围的气体。辐射热流动只能通过同时设置TMP_FRONT和£凶曰5*仃丫来指定.8.4描述真实的材料：1^11_名称组一个固体边界可以有包含不同物质的多层，每一层可以包含多种的物质成分。这种层和物质组成的结合可以在SURF行上，通过MATL_ID(IL,IC)系列来指定。数值IL是一个整数，表示层的索引，从一开始，一表示外部的表面。数值IC是一个整数，表示成分索引。例如，MATL_ID(2,3)='BRICK’表示第二层的第三种材料成分是BRICK。实际上，材料常常如下边的例子列出：&MATLID 二’INSULATOR,CONDUCTIVITY=0.041SPECIFIC_HEAT=2.09DENSITY=229。/&SURFID ='BRICKWALL,MATL_ID 二’BRICK’，’INSULATOR'COLOR 二'RED’BACKING 二’EXPOSED,THICKNESS =0。20,0.10/没有数据，参数凶人n_2被假设为在多层中的材料列表，每层中都只包含一个单独的材料成分。在这个例子中还要注意，BRICKWALL不是相对称的.如果对整个障碍物都应用这个SURF行的话要小心一点。因为属性EXPOSED表示障碍物的背面与前面是不同的。26（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）材料层的最大数是20。材料组成的最大数是20。同一层中的固体材料混合物可以用MATL_MASS_FRACTION关键字来定义。这个参数和MATL_ID关键字一样有相同的两个索弓I.例如,如果砖层包含一些额外的水分，输入可以写成这样：&MATLID='WATER,CONDUCTIVITY=0。60SPECIFIC_HEAT=4。19DENSITY=1000./&SURFID=,BRICKWALL,MATL_ID（1,1：2）=,BRICK',,WATER,MATL_MASS_FRACTION（1,1：2）=0.95,0.05MATL_ID（2,1）='INSULATOR,COLOR=,RED'BACKING=,EXPOSED,THICKNESS=0。20,0。10/〈 forlayers1and2在这个例子当中，材料的第一层，Layer1,由砖和水的混合物组成。这是由MATL_ID系列给出的。MATL_ID系列指定层一的一组分是砖，层一的二组分是水。每个的质量分数是由MATL_MASS_FRACTION来指定.在这个例子中，砖的质量组成是95%,水是5%。8。4.1热力学性质对于任意的固体物质，要详细说明它的热力学性质，CONDUCTIVITY（W/m.K）,DENSITY（kg/m3）,SPECIFIC_HEAT（kj/kg/K）和EMISSIVITY（默认0。9）。CONDUCTIVITY和SPECIFIC_HEAT都可以是温度的函数.DENSITY和EMISSIVITY不可以是.温度依赖可以用区人初「协定来指定。例如，考虑海风，一个适合高温应用的墙体材料：&MATLID=,MARINITE,EMISSIVITY=0。8DENSITY=737.SPECIFIC_HEAT_RAMP=,c_ramp'CONDUCTIVITY_RAMP=,k_ramp,/&RAMPID=’k_ramp,,T=24。,F=0.13/&RAMPID='k_ramp',T=149.,F=0。12/&RAMPID=,k_ramp,,T=538。，F=0.12/27（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）&RAMPID=’c_ramp’，T二93。，F=1.172/&RAMPID='c_ramp,，T=205.，F=1。255/&RAMPID=’c_ramp',T=316。，F=1.339/&RAMPID=’c_ramp’，T=425。，F=1。423/注意随温度的量，RAMP行中的参数丁表示Temperature，F是比热或传导性的值。在这个情况下，不管是CONDUCTIVITY还是SPECIFIC_HEAT被没在MATL行上给定，而是RAMP名称.早于FDS5，气体空间的热辐射总是在固体材料表面被吸收，到气体空间的辐射总是发生在表面。在FDS5中，固体材料可以被给定一个ABSORPTION_COEFFICIENT（1/M），这样就允许辐射穿透并吸收进固体。相应地，材料的辐射也是基于内部温度，而不只是表面。2高温分解模型FDS中描述固体和液体的分解有好几种方法.采用哪种方法在很大程度上取决于所知的材料性质情况，和潜在分解模型的合适性。本节对输入参数进行了描述，从普通的固体开始.固体燃料一个固体物质可能包含多层，每一层都包含多种物质成分。固体物质通过SURF行来描述，SURF行包含组成它的各类物质的名称。每个MATL可以进行几个反应，这几个反应可能发生在不同的温度下，消耗不同量的热量。每一个反应可以产生一个固体RESIDUE，水蒸汽，和/或燃料蒸气。例如，描述水从一个固体材料上蒸发，通过“reaction”把液体水转变为水蒸汽。这个反应在接近100℃时发生，且只产生水蒸汽。它不产生固体RESIDUE,也不产生燃料蒸汽。然而，一个正在分解的固体，可能产生固体RESIDUE，水蒸汽和燃料气体。对于输入文件中的每个MATL行，确定它能够进行多少个反应。它可能不进行一个，而仅仅是升温。然而，如果它通过一个或多个反应来改变形式，用整数N_REACTIONS来指定反应数。指定N_REACTIONS是非常重要的，否则FDS会忽略所有与反应相关的参数。注意，通常经验观察是多个反应的并不表示N_REACTIONS>1,而是由于所检测的样本是在不同温度下反应的多种材28

（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）料混合物。当前，每个材料的反应最大数是10个，后续的反应链可能包含20以上的步骤.接下来，确定每个反应的产物：一个固体RESIDUE,水蒸汽，和/或燃料蒸气。这些信息通过yields来传递:NU_RESIDUE（j）,NU_WATER（j），和NU_FUEL（j）。这里，j表示这个参数属于哪个反应。比如水的蒸发，若只是产生水蒸汽，设置NU_WATER（j）=1。0，另两个是0.默认情况下，产量都是0。如果NU_RESIDUE（j）是非零的，那么必须通过RESIDUE（」）来指出固体残余物是什么，RESIDUE（j）是输入文件中另外一个MATL的2。理想情况下，产物数量的总和应是1，表示反应物的质量守恒。然而，有时候让产物量的和小于1.例如，混凝土的散裂和切除可以描述为一个“reaction”，消耗能量但是不产生任何“product”，因为混凝土被假设为从表面上成块状或粉末状脱落。在这个模型中混凝土的质量不守恒，因为它本质上是从那个特定的表面上消失了。一个指定气态产物更加常用的方法是应用参数NU_GAS,见8。4。3部分。现在你必须指定，反应在什么温度下发生和在那个温度下反应的速度多大。在温度Ts下，正在进行第j个反应的第i类材料（也就是当前正描述的MATL）的反应速度由下式给定：(8.7)(8.7)P-是特定层中的第i类材料的密度，也就是第i类材料的质量除以层的体积。ps0是层的初始密度。因此，如果第i类材料是作为其它反应的残余物而生成的，ps/ps0是一个增加的量。若第i类材料分解，则是一个减少的量。如果层仅仅是由一个材料组成，且反应不产生固体残余物，那么Ps/Ps0总是1。nsj是反应顺序，由名称N_S（j）来指定，默认值是1。如果］的值未知，从假设［=1开始比较好。前指数因子Aj是由名称A（」）来指定的，单位是5-1。Ej是活化能，通过E（」）来指定，单位是心/"。1。要知道1kcal是4.184kj,注意1000这个因子。对于大多数的实体材料，A和E并不是很容易就得到的。然而，若知道它们就把两个都指定了.不要只仅仅指定一个，因为它29(完整word版)FDS5用户指南(自译非完整版)们成对出现的。如果不知道A和E,通常情况下就是这样，指定REFERENCE_RATE(S-i)和REFERENCE_TEMPERATURE(℃).这样会引导FDS去计算活化能E,利用指定的referencerate,referencetemperature,和一个假定值A=1*1013$-1.从本质上来说，这保证了REFERENCE_RATE在REFERENCE_TEMPERATURE下得到的。REFERENCE_RATE的默认值是0.1s-i.建议，除非你知道信息，否则就让REFERENCE_RATE是默认值，只指定REFERENCE_TEMPERATURE.注意，REFERENCE_TEMPERATURE与点火温度不同。更确切的是，在这个温度下，第i类材料的质量分数以0。1st的速度减少.应按照21。1部分中介绍的程序来检查这些参数的敏感性.T卜是一个可选择的"threshold”温度，这允许了对non—Arrhenius分解方程和点火准则的定义，由参数丁联£$阿1_。」£附「£区人川区£行)来指定。默认情况下，Tth 是-273。15℃,n_是0。因此，方程8。7的最后项不影响分解速度。这个项可以用来描述分解反应的临界温度，设置Tthr,"和nt「0。那么这个项在温度低于丁切j时等于0,温度高于丁计…等于1。门一由名称N_T(j)来指定.所有的温度单位都是。C,在程序中转换为绝对温度。因此，本部分中的公式应被认为是绝对温度。举例之前的最后一个话题-最重要的一个.公式(8。7)描述了作为温度函数的反应速度。大多数固相反应需要能量；也就是说，它们是endothermic。每单位质量的反应物转化为其它物质时，消耗的能量由HEAT_OF_REACTION(j)来指定。从技术来说，这是产物与反应物之间的焓变。正值表示反应是endothermic,也就是说反应从系统中带走了能量。通常情况下，只有像水的蒸发这样的简单相变反应才确切的知道其HEAT_OF_REACTION。对于其它反应，必须靠经验来确定.这里有个例子，一种在环境温度350℃下燃烧的材料，它的质量完全转化为燃料气体(NU_FUEL=1).30

&MATLIDFYI&MATLIDFYISPECIFIC_HEATCONDUCTIVITYDENSITYHEAT_OF_COMBUSTIONN_REACTIONSNU_FUEL（1）REFERENCE_TEMPERATURE（1）HEAT_OF_REACTION（1）（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）=’MyFuel'='Propertiescompletelyfabricated,=1.0=0.1=100.0=15000。=1=1。=350.=3000./注意，参数（1）已经添加到了反应参数里边，来强调这些参数排列储存，排列的长度等于N_REACTIONS.如果只有一个反应，不需要包括（1）,但把它写入是一个好的习惯。还要注意,HEAT_OF_COMBUSTION是指每单位质量的燃料气体所释放的能量，燃料气与氧气和燃料混合。这与分解过程丝毫没有关系，那么为什么在这里指定呢？答案是，在FDS中只有一个燃料和氧气的气相反应，但是可以有许多不同的材料和许多固相的反应.为确保这样，燃料从不同的材料中蒸发，燃烧来产生合适量的能量，为每一种材料指定HEAT_OF_COMBUSTION是很重要的。那样的话，燃料气体的质量损失速度会自动的进行调整，所以，有效质量损耗速度乘以single,global,gasphase燃烧热得到期望的热释放速度。例如，若REAC行上指定的HEAT_OF_COMBUSTION是MATL行上指定的两倍，墙体单元中包含的质量会被分解模型决定的消耗。但是，添加到气相中的质量会被减少50%。对每一个反应和气体类别可以指定不同的燃烧热值，利用符号HEAT_OF_COMBUSTION（j,s）,见8.4。3部分.31

（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）各种例子中的一些其它固相反应的例子，见21。2。1和21.2。2部分。以一个指定速度燃烧的固体燃料实体物质，比如家具，办公设备等等，通过SURF行和MATL参数来描述通常比较困难。有时，一个给定物质的仅有信息是它的综合热学性质，它的^8标号的"温度，和它的后来的燃烧速度是多少，燃烧速度是从点燃后时间的函数。对于这种情况，添加如下的行：&MATLID ='stuff’CONDUCTIVITY=0.1SPECIFICHEAT=10SPECIFICHEAT=1DENSITY&SURF IDCOLORMATL_IDHRRPUADENSITY&SURF IDCOLORMATL_IDHRRPUA=’mysurface?=’GREEN'=’stuff'=1000.IGNITION_TEMPERATURE=500。RAMP_Q ='fire_ramp'THICKNESS =0.01/&RAMPID='fire_ramp',T=0。0,F=0。0/&RAMPID='fire_ramp',T=10。0,F=1.0/&RAMPID二’fire_ramp',T=310.0,F=1。0/&RAMPID二’fire_ramp',T=320。0,F=0。0/一个表面性质为‘mysurface’的物体应以1000kW/m2的速度燃烧，从表面温度达到500℃的“ignition”时后的10s内线性增加至1000kW/m2。燃烧应持续5分钟，然后在10s内降低。注32（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）意，RAMP中的时间T表示从点燃后开始。还要注意，在这里“ignitiontemperature”只是一个表面性质，不是材料性质。表面被点燃之后，转移到固体内部的热量仍然被计算，但是燃烧速度和表面温度之间没有耦合。结果，表面温度可能上升的太多了。为了说明由于固体燃料的蒸发而引起的热量损失，可以给表面指定HEAT_OF_VAPORIZATION。例如，当应用以下行时，材料表面的净热通量被减少，通过因子1000kj/kg乘以即时的燃烧速度.&SURFID=’mysurface,COLOR=’GREEN’MATL_ID='stuff'HRRPUA=1000.IGNITION_TEMPERATURE=500.HEAT_OF_VAPORIZATION=1000。RAMP_Q='fire_ramp'THICKNESS=0。01/参数HRRPUA,IGNITION_TEMPERATURE，和HEAT_OF_VAPORIZATION告诉了FDS你想亲自控制燃烧速度，但是你还想模拟加热和燃料的“ignition"。当这些参数出现在SURF行上时，它们一块起作用。如果只出现了HRRPUA,表面会在模拟的开始立即燃烧，像一个piloted火源。添加IGNITION_TEMPERATURE会延迟燃烧，直到达到了指定的温度。添加HEAT_OF_VAPORIZATION告诉FDS来解决用来蒸发燃料的能量。对于这些选择，如果一个MATL行被一个包含指定HRRPUA的SURF行调用，那么MATL应只有热学性质.它不应有反应参数，产物产量，等等，像前几节描述的那些。通过指定HRRPUA,你控制了燃烧速度，而不是让材料的分解基于周围环境的条件。33（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）液体燃料对于一个液体燃料，热学性质与固体材料的相似，也有一些例外.燃料的蒸发速度是由方程Clausius—Clapeyron来控制（见FDS技术指导）.这个方法的唯一缺点是，燃料气体的燃烧不管任何的点燃源。因此，如果指定了一个液体燃料，燃料会立即燃烧。这里给出一个装有薄层乙醇的铁盘。注意材料性质不都是通过测量得出的.&MATL ID='ETHANOLLIQUID'EMISSIVITY=1。0NU_FUEL=0。97HEAT_OF_REACTION=880.CONDUCTIVITY=0.17SPECIFIC_HEAT=2。45DENSITY=787。ABSORPTION_COEFFICIENT=40.BOILING_TEMPERATURE=76./&MATLID='STEEL,EMISSIVITY=1.0DENSITY=7850.CONDUCTIVITY=45.8SPECIFIC_HEAT=0。46/&MATLID='CONCRETE'DENSITY=2200。CONDUCTIVITY=1.234（完整word版）FDS5用户指南（自译非完整版）SPECIFIC_HEAT=0。88/&SURFID='ETHANOLPOOL,FYI='4kgofethanoli