消防安全评估软件模拟甲烷泄漏射流喷射火教程1
消防安全评估软件：烟气流动模拟分析CFD软件PyroSim（FDS）与人员应急疏散模拟软件pathfinder -pyrosim与pathfinder。
1 创建网格
在这个例子中我们将使用一个10m×5m×10m的网格与0.1m的网格单元格（cells）。
① 在Model菜单上单击Edit Meshes...。 ② 单击New。
③ 单击OK以创建新的网格，弹出图1所示对话框。 ④ 在Min X框中键入0.0，在Max X框中键入10.0。 ⑤ 在Min Y框中键入0.0，在Max Y框中键入5.0。 ⑥ 在Min Z框中键入0.0，在Max Z框中键入10.0。 ⑦ 在X cells框中键入100。 ⑧ 在Y cells框中键入50。 ⑨ 在Z cells框中键入100。
⑩点击OK保存更改并关闭Edit Meshes对话框。
图1 创建网格
由于喷射火一般发生在室外，本案例模拟室外喷射火，因此除地面外的其他方向因为开放的边界，即Open属性。
设置网格Open属性：
① 左键点击MESH1，单击右键选择Open Mesh Boundaries。 ② 左键点开Model菜单中的Grid Boundary Vents。
③ 鼠标左键点击Model里面的Mesh Vent: MESH01[ZMIN]，Mesh Vent: MESH01[XMIN]。
剩余开放边界
④ 单击右键选择Delete。 ⑤ 单击是（或者OK）。
2 导入材料和反应
本案例模拟燃气喷射火，因此设置反应为甲烷燃烧反应。 ① 在Model菜单上单击Edit Libraries...。
② 在弹出的PyroSim对话框的Category中选择Gas-phase Reactions。 ③ 在Library…property library…中左键单击选中METHANE。 ④ 单击向左箭头，将反应导入Current Model，如图2。 ⑤ 单击Close，保存并关闭设置。
⑥ 点击左侧菜单栏Reactions中的METHANE查看相关参数，
如图3；设置反应参数，选择Fuel Type 为predefined。
⑦ 点击该窗口Fuel species 后面的按钮Edit species，点击新窗口的NEW，会弹出New Species窗口，选择该窗口中Predifined后面的METHANE，如图4；然后点击OK关闭该页面，继续点击Edit species页面的OK关闭页面.
⑧ 在反应Edit Reactions 页面中选择Fuel species后面选项中的METHANE，反应设置成功，如图5，点击OK关闭对话框。
图2 导入反应
图3 查看反应参数
图4 甲烷反应设置
图5 METHANE 反应
3 创建表面
本案例中用户需要设置点火源表面和燃气泄漏孔喷射气体表面。 3.1 火源表面
在这个例子中，用户将定义一个火源表面，用于引燃泄漏气体，其释放热速率为500kW/m2。
① 在Model菜单，点击Edit Surfaces。 ② 点击New..。
③ 在Surface Name的对话框中输入Burner，如图6所示。 ④ 在Surface Type菜单中选择Burner。 ⑤ 点击OK默认以创建新的火源表面。
图6 创造一个新的火源表面
⑥ 在Description栏，输入500 kW/m2 Burner。
⑦ 在Heat Release Rate Per Area（HRRPUA）栏，输入500，如图7所示。 ⑧ 点击OK保存设置并关闭Edit Surfaces对话框。
图7 定义燃烧表面参数
3.2 泄漏表面
① 在Model菜单，点击Edit Surfaces…。 ② 点击New。
③ 在Surface Name的对话框中输入Supply。 ④ 在Surface Type菜单中选择Supply。 ⑤ 点击OK默认以创建新的表面。 ⑥ 在Description栏，输入Fule Supply。
⑦ 在Specify Velocity栏，输入20m/s，如图8所示。 ⑧ 点击Particle Injection。 ⑨ 选中Emit Particles。
⑩ 点击Particle Type后面的Edit particles，弹出新的Edit particles对话框，选着左边的NEW，弹出New particle，选择Particle Type为Liquid，如图9，点击OK。在Edit particles的对话框species后面的选框中选择METHANE，点击OK。此刻，在Edit Surfaces页面的Particle Type 中选择Particle01。Number of Particles Per Cell输入5000，Insertion Interval 键入0.01s，Mass Flux 键入20.0,如图10。
?点击对话框的ok，关闭并保存设置。
注：有些版本中已经包含了methane燃料参数，可直接选中。
图8 输入送风速度
图9 粒子参数
图10 燃料粒子参数
4 设置泄漏孔与点火源
泄漏孔与点火源都需要利用Vent建立，首先创建分组。左键点击选中Model，单击右键；选择New Group；Parent选择Model，Group Name键入Vent；点击OK，关闭Create Group并保存设置。 4.1 设置点火源
① 在Model菜单，点击New Vent…。
② 在Description键入Burner，Group选择Vent，Surface选择Burner。 ③ 点击Geometry。
④ Plane选择X，键入0 m（数字与单位之间有一空格）。 ⑤ Min Y键入2.7 m，Max Y键入2.9 m。 ⑥ Min Z键入1.5 m，Max Z键入1.7 m。
⑦ 点击OK，关闭Vent Properties对话框，并保存设置。 4.2 设置泄漏孔
① 在Model菜单，点击New Vent…。
② 在Description键入Fule Supply，Group选择Vent，Surface选择Supply。 ③ 点击Geometry。
④ Plane选择X，键入0 m（数字与单位之间有一空格）。 ⑤ Min Y键入2.7 m，Max Y键入2.9 m。 ⑥ Min Z键入1.8 m，Max Z键入2.0 m。
⑦ 点击OK，关闭Vent Properties对话框，并保存设置，模型如图11。
图11 模型示意图
5 设置探测设备
设置热电偶探测器和温度切片 （1）热电偶
① 点击Devices，选择New Thermocouple…。 ② Device Name中键入THCP1。
③ Location中X键入2.0 m，Y键入2.7 m，Z键入2.0 m。 ④ 点击OK，关闭并保存设置。
复制移动热电偶
① 左键单击已建立的THCP1。 ② 单击右键选择Copy/Move。
③ 选中Copy，Number of Copies键入7。 ④ Offset（m）X键入1.0。
⑤ 点击OK，关闭Translate并保存设置。 （2）温度切片
① 点击Output，选择2D Slices…。
② 在第一行XYZPlane中选择Y，Plane Value（m）键入2.7，Gas Phase Quantity选择Temperature，Use Vector选择No。
③ 按下回车键，调至第二行。
④ 在第二行XYZPlane中选择X，Plane Value（m）键入5.0，Gas Phase Quantity选择Temperature，Use Vector选择No。
⑤ 按下回车键，调至第三行。在第三行XYZPlane中选择Y，Plane Value（m）键入2.7，Gas Phase Quantity选择Radiation loss（辐射损失），Use Vector选择No。如图12。点击OK，关闭Animated Planar Slices并保存设置。
图12 设置切片
6 设置模拟属性
①点击菜单栏Analysis，选择Simulation Parameters…。 ② 在Simulation Title 键入Jet Fire。 ③ End time键入100s。 ④ 点击OK关闭并保存设置。
7 保存并运行
（1）保存模型
① 在File菜单上单击Save。
② 选择一个位置来保存模型。因为我们FDS模拟生成许多文件和大量的数
据，每个模拟使用一个新的文件夹。对于这个例子，我们将创建一个文件夹名称Jet Fire并命名该文件Jet Fire.psm。
③ 单击Save以保存该模型。 （2）运行模型
① 在FDS菜单上单击Run FDS...。
② 选择一个位置来保存我们FDS的输入文件。对于这个例子，我们将其命名文件Jet Fire.fds。
③ 单击OK保存FDS的输入文件，并开始模拟。
④ FDS Simulation对话框将出现，并显示模拟的进展。这要取决于计算机硬件，本案例网格较多，并且喷射气体要燃烧，运行时间比较长。
⑤ 当仿真完成后，Smokeview将自动启动并显示三维图像模型。
8 查看结果
8.1 图像结果
在模拟过程中用户可以点击Show Results查看结果，当运行完毕后会自动启动Results窗口，双击窗口左边的FDS Results—3D smoke。喷射火轮廓图片如图13，喷射火XZ平面上切片温度分布情况如图14，YZ平面温度分布情况如图15。下次打开结果方式，先打开模型，无需重新运行，直接选择Analysis 中的Run results查看结果，或者快捷图标火
。
图13 火焰轮廓
图14 XZ平面温度切片
图15 YZ平面温度切片
8.2 时间历史结果
① 在PyroSim窗口上点击FDS菜单，并选择Plot Time History Results...。 ② 将出现一个显示不同类型的2D结果对话框。用户选择Jet Fire_devc，并单击Open来查看设备的输出。首先显示的将是THCP1处温度变化，见图16所示。
图16 THCP1处温度变化
消防安全评估软件喷射火模拟教材
