消防評估軟件中煙氣流動模擬分析軟件中導入CAD模型

關鍵詞：煙氣流動模擬分析軟件，煙氣流動模擬分析軟件（CFD），消防安全評估軟件，結構安全計算分析軟件

導入CAD模型

在本示例中，將導入一個CAD文件，然后添加一個500kW的燃燒器。消防評估軟件

 

圖1. 本例中的燃燒器火災

本示例演示如何：

 

• 導入CAD文件。
• 增加火焰。
• 僅網格模型的一部分。
• 使用PyroSim結果查看3D結果。
• 使用PyroSim查看二維結果。

在本例中，說明將描述使用菜單對話框輸入的數據。這樣做是為了清晰和一致。然而，PyroSim同時提供繪圖工具和快捷工具欄，可以加速許多任務?？梢試L試這些替代的模型創建方法。

要選擇國際單位：

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

導入CAD模型

1. 先下載PyroSim示例.zip并提取fbx文件夾。包含CAD模型。
2. 在“PyroSim文件”菜單上，單擊“導入FDS/CAD文件”，然后選擇GettingStartedModel V2 - SimLab”fbx文件。
3. 默認選擇都在“導入”對話框中有效，因此單擊每個窗格上的“下一步”，然后單擊“完成”。
4. 旋轉模型以查看和探索。

 

創建一個新視圖，該視圖只顯示底層
讓我們添加一個剪輯到底層的新視圖：

1. 在“視圖”菜單上，單擊“新建視圖”。這將創建一個名為View01的新視圖。

2. 在“導航”視圖中，在“View01”上單擊鼠標右鍵，然后將其重命名為“Ground Floor”。

3. 在導航視圖中，在“Ground Floor”上單擊鼠標右鍵，然后單擊“添加剖面框”。

4. 在“導航”視圖中，雙擊“剖面”框，然后在“Max Z”框中鍵入2.7. 單擊“確定”。

5. 單擊“重置”。

6. 在“Ground Floor view”上單擊鼠標右鍵，然后單擊“保存視點”以更新查看方向。

 

將在圖2所示的位置放置一個0.4×0.4m的火焰。

圖2：一層的火災位置

創建網格
在本例中，我們將使用0.2m的網格單元。此值太大，無法正確模擬火災，因此我們將在火災周圍局部細化網格。

1. 在“模型”菜單上，單擊“編輯網格”。

2. 單擊“新建”。

3. 單擊“確定”創建網格。

4. 在“Min X”框中鍵入–20，在Max X框中鍵入-1.0.

5. 在“Min Y”框中，鍵入-6.0，在“Max Y”框中，鍵入15.0.

6. 在“Min Z”框中，鍵入0，在“Max Z”框中，鍵入3。

7. 在“X單元格”框中，鍵入95。

8. 在“Y單元格”框中，鍵入105。

9. 在“Z單元格”框中，鍵入15。

10. 單擊“確定”保存更改并關閉“編輯網格”對話框。

在“導航”視圖中，雙擊默認視圖。單擊“顯示網格邊界”和“顯示網格輪廓”以啟用網格的顯示。創建的網格將底層延伸到外部樓梯的邊界，如圖3所示。

圖3：網格顯示。

分裂和細化的網格

現在，將網格劃分為多個網格，并在房間里用火細化網格。
 

1. 在“導航”視圖中的“模型”下，右鍵單擊“GettingStartedModel V2-SimLab.fbx然后單擊“隱藏對象”。這將隱藏幾何圖形的顯示。

2. 在導航視圖中，在“網格01”上單擊鼠標右鍵，然后單擊“拆分網格”。

3. 在“近距離拆分”選項中選擇X，然后在框中鍵入-12.6. 單擊“確定”。

4. 在導航視圖中，在“網格01”上單擊鼠標右鍵，然后單擊“拆分網格”。

5. 在“近距離拆分”選項中選擇“Y”，然后在框中鍵入3.4. 單擊“確定”。

6. 在導航視圖中，在“網格01”上單擊鼠標右鍵，然后單擊“拆分網格”。

7. 在“近距離拆分”選項中選擇“Y”，然后在框中鍵入9.2. 單擊“確定”。

劃分網格形成了一個新的網格層次結構，作為原始Mesh01的子組。我們將重新組織，但要先將細化火附近的網格和合并其他網格。

 

1. 點擊重置。

2. 在工具欄上方，單擊“顯示網格劃分”。

3.按住g鍵，右鍵點擊左邊中間的網格(Mesh01-a-b-a)。單擊細化網格。

4. 在“優化因子”框中，鍵入2。單擊確定。

5. 按住g鍵，右鍵點擊剛才修改過的網格。單擊劃分網格。

6. 在選項旁邊的分隔欄中選擇X并在框中輸入-16.2。單擊確定。請注意，我們在一個X坐標上對細分網格進行了分割，該坐標與細分網格相鄰的粗網格中的網格劃分完全匹配。

7. 按住g鍵和CTRL鍵，點擊頂部的兩個網格。仍然按住g鍵和CTRL鍵，右鍵單擊合并網格。這將合并兩個網格。

8. 按住g鍵和CTRL鍵，點擊右邊剩下的兩個網格。仍然按住g鍵和CTRL鍵，右鍵單擊合并網格。這將合并兩個網格。

現在模型中有五個網格。在幾何形狀的限制下，使每個網格中的單元數量近似相等，這樣當我們解決問題時，每個核心將有相似的負載。圖4顯示了網格以及重命名和重新排列的樹列位置。

圖4：分割、細化和合并后的網格。

定義反應

對于包括燃燒的模擬，用戶必須定義反應。

1. 在“模型”菜單上，單擊“編輯反應”。

2. 單擊“從庫中添加”。

3. 選擇WOOD_OAK反應并將其添加到當前模型。

4. 單擊“關閉”。

5. 單擊“確定”關閉“編輯反應”對話框。

 

創建火層表面

表面用于定義FDS模型中對象的特性。在本例中，定義了以500KW的速率釋放熱量的燃燒器（火）表面。

1. 在“模型”菜單上，單擊“編輯表面”。

2. 單擊新建。

3.在“表面名稱”框中，鍵入“火焰”。

4. 在表面類型列表中，選擇燃燒器。

5. 單擊“確定”以創建新的燃燒器表面。

6. 在單位面積熱釋放率框，輸入3125.0KW/ m²?；馂拿娣e為0.16m²，總放熱率為500kw。

7. 在“熱量”選項卡上，將表面溫度更改為500。

8. 單擊確定保存更改并關閉“編輯表面”對話框

 

創建火焰
現在在模型中定義了火災位置。創建一個障礙物并將火面指定給障礙物的頂部。

1. 在“模型”菜單上，單擊“新建障礙”。

2. 在ID框中，輸入火災障礙物。

3. 單擊“幾何體”選項卡。

4. 在Min X框中，鍵入-18.4，在Max X框中，鍵入-18。

5. 在Min Y框中輸入8.4，在Max Y框中輸入8.8。

6. 在Min Z框中輸入0，在Max Z框中輸入4。

7. 點擊表面選項卡。

8. 點擊多個。

9. 對于Max Z曲面，選擇火焰。

10. 單擊確定以創建新的障礙物。
 

請注意，我們已確保障礙物的幾何形狀與0.1m的單元格大小一致。這樣就消除了關于障礙物會吸附到什么尺寸的不確定性。上表面面積為0.16m²，總放熱率為500kw。

 

打開側面和頂部的網格

希望網格的邊和頂部是開放的邊界。這是通過在這些邊界上創建開放的表面來實現的。PyroSim可以自動做到這一點的邊界的一個網格。

1. 在導航視圖中，在“網格”上單擊鼠標右鍵，然后單擊“打開網格邊界”。這將在每個網格的邊界邊上創建開放的通風口。

2. 由于希望底部是關閉的，所以展開每個網格的通風口并刪除[ZMIN]通風口。
 

添加二維切片平面（等高線平面）

1. 在“輸出”菜單上，單擊“二維切片”。

2. 輸入切片平面，如圖5所示。

3. 單擊“確定”。

4. 可以單擊“顯示切片”按鈕以打開和關閉切片顯示。

 

圖5：定義切片平面圖

 

添加三維切片（等曲面）

1. 在“輸出”菜單上，單擊“三維切片”。

2. 輸入切片平面，如圖6所示。

3. 單擊“確定”。

4. 可以單擊“顯示切片”按鈕以打開和關閉切片顯示。
 

圖6：3D可見性切片

 

解決方案的時間

設置解決方案結束時間

1. 在“分析”菜單上，單擊“仿真參數”。

2. 在“結束時間”框中，鍵入100。

3. 單擊“確定”

 

創建用于查看結果的其他視圖

定義內部視圖的理想方法是使用漫游工具。練習：

1. 在導航視圖中，右鍵單擊“模型”，然后單擊“全部顯示”。

2. 單擊“重置”。

3. 單擊漫游。

4. 按住ALT鍵，同時拖動鼠標按鈕以沿Z軸上下移動相機。

5. 按住CTRL鍵的同時拖動鼠標按鈕，在相機的XY平面上向前、向后和左右移動相機。

6. 釋放關鍵點，單擊并用鼠標旋轉以更改查看方向?，F在，CTRL鍵的移動將相對于新的觀察方向。另外，將相機移動到新視點后，可以通過右鍵單擊該視圖并單擊“保存視點”來保存該視點。

 

使用漫游工具練習后，使用它定義四個視圖：從遠處查看建筑的外部視圖、在入口門處正好位于建筑外部的入口視圖、沿著走廊移動到有火房間門的走廊視圖和在有火房間內部的火視圖。
 

保存模型

1. 在“文件”菜單上，單擊“保存”。

2. 選擇保存模型的位置（通常是新文件夾）。對于這個例子，將創建一個導入CAD文件夾并命名文件Import CAD。

3. 單擊“確定”保存模型。

 

運行仿真

1. 在FDS菜單上，單擊“并行運行FDS”。

2. 將出現FDS仿真對話框，并顯示仿真過程。
 

查看3D煙霧
模擬完成后，PyroSim結果將顯示模型的三維靜止圖像

1. 在工具欄中，選擇“Realistic”。

2. 在“視點”中，雙擊“Ground Floor”。

3. 在“場景幾何體”中，選擇“PyroSim幾何體”。

4. 在“FDS結果”中，雙擊“3D Smoke”。
 

圖7顯示了50秒時的火焰和煙霧。

圖7：50秒時的火災和煙霧

 

我們還可以從保存的任何其他視圖中查看。這是從著火的房間可以看到的景色。

 

1. 在工具欄中，選擇“Realistic”。

2. 在“視點”中，雙擊“Fire”。

3. 在“場景幾何體”中，選擇“PyroSim幾何體”。

4. 在“FDS結果”中，雙擊“3D Smoke”。

圖8顯示了10秒時的火災和煙霧。

 

圖8：從室內觀察火災。

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