fdsFDS(Fire Dynamics Simulator)

fdsFDS(Fire Dynamics Simulator)

FDS,即Fire Dynamics Simulator,是由美国国家标准技术局开发的一款专门用于火灾动力学模拟的工具。它基于计算流体力学(CFD)原理,通过数值方法求解描述热驱动低速流动的Navier-Stokes方程,重点模拟火灾中烟气的流动和热传递过程。该软件将模拟空间划分为多个三维小的控制体或计算单元,采用有限差分法来近似质量守恒、动量守恒和能量守恒的偏微分方程。它能够处理湍流现象,通过大涡模拟(LES)和直接数值模拟(DNS)方法追踪预测火灾气体的产生和移动。同时,它会结合不同材料的特性,如家具、墙壁、地板和顶棚,来计算火势的蔓延和增长,输出包括温度、CO浓度、CO2浓度、O2浓度和能见度等关键数据。FDS的应用广泛,一部分用于烟气控制、水喷淋系统和探测器启动的研究,另一部分则在民用建筑和工业火灾的重现分析中发挥作用。随着软件技术的进步和算法的优化,FDS已成为研究火灾动力学和燃烧基础的有效工具,开始在消防行业解决实际问题。FDS模型由两部分组成,一是主程序,需要用户通过文本文件输入火灾场景参数;二是Smokeview动态场景显示程序,用户可以直观查看模拟结果。自2009年FDS5.3发布并引入芬兰VVT的EVACATION模块后,FDS源程序持续更新,如今的版本甚至可以进行火灾过程和疏散过程的联合模拟。FDS的应用不再局限于火灾研究实验室,已扩展至工程建设领域,成为建筑性能化设计的重要辅助工具之一。