Szkoła Główna Słu\
by Po\
arniczej
WYKORZYSTANIE WYBRANYCH NARZ
DZI
INśYNIERII BEZPIECZEC
STWA POśAROWEGO
Część II
Marek Konecki
2010
Modelowanie polowe (CFD)
" Computational Fluid Dynamics
" Co oznacza CFD ?
" Obliczeniowa (numeryczna) mechanika płynów
bazująca na równaniach opisujących przepływ
płynu, bilansu energii i masy.
" Na czym polega CFD ?
" Na numerycznym rozwiązywaniu układów
równań ró\
niczkowych będących
matematycznym opisem analizowanego
zjawiska.
Modele polowe po\
aru
Cieplno-przepływowa struktura środowiska po\
aru
Ogólne równanie modelu polowego
ëÅ‚ öÅ‚
" " "
ìÅ‚“Åš "Åš ÷Å‚
(ÁÅš)+ (Áu Åš)= + SÅš
j
ìÅ‚ ÷Å‚
"t "x "x "x
j j j
íÅ‚ Å‚Å‚
" Pierwszy wyraz - zmiana opisywanego parametru w czasie w
objętości kontrolnej.
" Drugi wyraz - wpływ ruchu konwekcyjnego na obj. kontrolną,
" Trzeci - wpływ dyfuzji.
" Czwarty - mo\
e opisywać m.in. w przypadku zachowania entalpii,
wymianę ciepła poprzez promieniowanie, z sąsiednimi komórkami.
Element ten odpowiada tak\
e za opis wpływu sił wyporu w równaniu
zachowania pędu, czy wpływu wyporu na mieszanie turbulentne w
ukÅ‚adzie równaÅ„ k-µ.
" Je\
eli zmiennÄ… Åš zastÄ…pimy przez Åx, Åy, Åz równanie jest
równaniem zachowania pędu, dla Ś=1 otrzymujemy równanie
zachowania masy, a gdy Ś = h, zachowania energii całkowitej. Dla
Åš=k powy\
sza zale\
ność odnosi się do transportu energii
kinetycznej turbulencji i jej dyssypacji gdy Åš=µ.
" Ć=f oznacza zachowanie składu mieszaniny a Ś=Yf zachowanie
mas gazowych produktów rozkładu i spalania.
Wartości ró\
nych stałych empirycznych c i à są dobrze udokumentowane
doÅ›wiadczalnie. µ, µt oznaczajÄ… lepkość dynamicznÄ… i lepkość turbulentnÄ….
Znaczenia zmiennych Åš, SÅš, “Åš podano w tablicy (model turbulencji RANS)
Określenie modeli numerycznych
" Wybrać odpowiednie modele fizyczne
(turbulencji, spalania, przemian fazowych itd.)
" Zdefiniować własności materiałowe
" Określić warunki początkowe
" Określić warunki brzegowe dla wszystkich
brzegów analizowanego obszaru
" Przeprowadzić inicjalizację obliczeń
" Ustawić zmienne dla kontroli solvera
" Ustalić kryteria zbie\
ności rozwiązania
Analiza wyników symulacji
" Analiza wyników słu\
y kontroli:
Poprawności rozwiązania oraz uzyskania
poszukiwanych danych
" Wizualizacje i animacje u\
ywane sÄ… do
określenia:
Pól przepływów
Zaburzeń przepływu
Rozkładu ciśnienia
Zmian temperatury
Redukcji zasięgu widzialności
Wizualizacja
Symulator dynamiki po\
aru-FDS
thouse3_3Dsmoke.mpg
Komputerowy polowy model po\
aru symulujący przepływ
dymu/powietrza spowodowany po\
arem, wiatrem, systemami
wentylacji etc.
Modelowanie po\
aru przy
u\
yciu FDS
Po\
ary masowe (po\
ary rozlewisk, zbiorników,itp.)
Modelowanie po\
aru przy
u\
yciu FDS
Symulacja cieplno-przepływowej struktury środowiska
po\
aru w pomieszczeniu budynku
DZI
KUJ
ZA UWAG
!
Symulacja po\
aru przy pomocy modelu wielostrefowego FAS 3D