1. 概述

在本教程中，我们将演示如何向火灾模型添加基本数据输出，并解释FDS基本概念的基础知识。

 

2. 简介

功能性火灾模型包括障碍物几何和基本的火。运行时，它会生成由每个FDS模拟创建的标准模拟输出。但是，在大多数建模案例中，这些数据不足以回答您可能遇到的问题。要使用您的模型创建更多数据，您需要在PyroSim中定义一些额外的输出。

 

PyroSim和FDS中有许多可用的输出类型，但是本教程将介绍两种常用的输出类型：设备和2D切片。对于其中的每一个，您将学习基本的FDS概念，如何在PyroSim中创建输出，以及如何在结果查看器中查看输出结果。

 

3. 探测设备

3.1 什么是探测设备？

探测设备是FDS中很通用的工具，它们可用于您模型中的大量应用程序。其中一些包括在模拟中记录数量并生成输出，对现实生活中的传感器建模以跟踪其启动状态，以及触发模型中的其他事件。

 

本教程将介绍这些应用程序中的前两个。然而，请记住，这些只是让您熟悉PyroSim和 FDS所必需的基本概念。

 

3.2 探测设备类型

从PyroSim中的“探测设备”菜单中可以看出，存在许多类别的设备。PyroSim将设备分为以下几类，以便于定义设备。在本教程中，我们将介绍以下3类探测设备：

 

气相探测器 

 

此探测器类型允许您测量和记录气室中的量，在气室中心测量。您可以将这些探测器视为漂浮在模型中的空气中间时用于测量的设备。它们测量放置在单元格中的数量，而不管它们放置在单元格中的哪个位置。

 

固相探测器

 

此探测器类型允许您测量和记录固体单元中的数量，在单元表面测量。您可以将这些探测器视为用于在固体表面上进行测量。他们测量放置在其中的单元格近表面中心的数量。

 

烟雾探测器

 

这种特定的设备类型模拟烟雾探测器。它有许多参数，可让您控制检验器的放置位置，以及激活的方式和时间。

 

3.3定义探测设备

 

了解完背景定义后，让我们开始实际制作一些探测设备以在此模型中生成输出。您将创建3 个不同的设备来回答以下问题：  

 

1. 门口头部高度的温度是多少？

 

2. 火上方的天花板温度是多少？

 

3. 房间角落的烟雾探测器何时会启动？

 

3.3.1 定义气相温度探测设备

要计算出门口的温度，我们需要知道构成门口开口的其中一个单元中的空气温度。因为这个门口是一个洞，那里的单元是气态的，我们将使用气相探测器。要创建此设备：

1. 在3D视图中，选择探测设备。

2. 单击鼠标右键，然后选择锁定Z到捕捉位置。

3. 按TAB键。

4. 输入XYZ位置0.08,2.5,1.75，然后按ENTER。

 

注意：这种TAB方法可以与PyroSim中的大量工具一起使用。

 

图1. 添加气相探测器。

 

5. 在导航视图中双击新设备以打开气相设备对话框。

6. 将设备重定名为门口温度。

7. 将数量设置保留为默认值温度。

 

注意：数量参数定义设备监视的物理特性。单击下拉列表可显示此设备类型可用数量的完整列表。您可以随时更改设备的数量。

 

 

图2. 编辑气相温度探测设备

 

门口温度探测设备现已配置。

 

3.3.2 定义固相壁温探测设备

为了计算火灾上方的天花板温度，我们需要知道构成天花板障碍物的一个单元底面的温度。因为我们想知道固体单元的性质，我们需要使用固相探测设备。要创建此设备，请执行以下运作：

1. 在3D视图中，选择探测设备。

2. 单击鼠标右键，然后选择“工具属性”。

3. 在“探测器类型”下拉列表中，选择“固相探测器”。

4. 将“名称”更改为“天花板温度”。

5. 在“数量”下拉列表中，选择“墙壁温度”。

注意：请注意此设备的方向。这让FDS知道如何寻找表面来读取属性。它定义了平面的向外法线方向。在这种情况下，它被设置为Z=-1.0，它告诉FDS表面在Z方向上，面朝下。

 

6. 单击“确定”关闭“工具属性”对话框。

7. 按TAB开始输入设备位置。

8. 输入位置2.6,2.6,2.75。

9. 按ENTER创建设备。

 

 

图 3. 添加固相壁温探测设备

 

您刚刚创建的这个探测设备有一个X和Y位置，可以将其放置在火源障碍物上方天花板上的网格单元内，如图4所示。这样做是为了避免结果设备位置的模糊性。我们确切地告诉FDS我们希望设备位于哪个网格单元中。在图4中，您可以看到，如果我们将该设备直接放置在火源障碍物的中间上方，它将被放置在4个不同单元的拐角边界处。虽然FDS在大多数情况下都可以处理这一问题，但它基本上会从这4个单元中随机选择一个单元来放置设备。将设备直接放置在单元内可以让我们作为模型的制作者知道并选择控制哪个单元。

 

 

图 4. 天花板温度探测设备的X和Y位置，除了网格、火源和天花板障碍物外，所有其他模型对象都隐藏了。以线框模式呈现。

 

与X和Y坐标一样，选择Z坐标是为了避免设备位置的模糊性。Z坐标与天花板障碍物的底面直接重合，如图5所示。

 

 

图 5. 天花板温度设备的Z轴位置，显示了除网格和天花板障碍物之外的所有其他模型对象。以线框模式呈现。

 

天花板温度探测设备现在已配置。

 

3.3.3 定义烟雾探测器

 

为了弄清楚烟雾探测器何时会在这种火灾场景中启动，我们需要在模型中添加一个设备来表示烟雾探测器。值得庆幸的是PyroSim有一个内置的探测器类型。我们将使用FDS 用户指南表20.1中提供的内置烟雾探测器模型之一( McGrattan et al. 2021, 265 )在模型中创建一个简单的烟雾探测器。要将此烟雾探测器添加到模型中，请执行以下运作：

 

1. 在3D视图中，选择探测设备。

2. 单击鼠标右键，然后选择“工具属性”。

3. 将“名称”更改为“烟雾探测器”。

4. 在“设备类型”下拉列表中，选择“烟雾探测器”。

5. 将“模型”字段设置为“Cleary PhotoelectricP1”。

6. 单击“确定”关闭“工具属性”对话框。

7. 按TAB开始输入设备位置。

8. 输入位置4.37,0.63,2.635。

9. 按ENTER创建设备。

 

 

图6. 添加烟雾探测器

 

刚刚创建的烟雾探测器位于房间角落的一个单元的中间。从技术上讲，烟雾探测器是FDS中的一种气相装置，因此它们需要放置在气体单元内。

 

烟雾探测器设备现已配置。