消防工程師技術(shù)實務備考：煙氣流動計算場模型

2021年一級消防工程師考試時間在11月6、7日，考試已進入最后的備考階段，希賽網(wǎng)消防工程師頻道為各位考生準備了消防工程師《消防安全技術(shù)實務》知識點，以幫助大家更好的備考，詳情如下：

場模型：

火災的場模擬研究是利用計算機求解火災過程中各參數(shù)(如速度、溫度、組分濃度等)的空間分布及其隨時間的變化，是一種物理模擬。場是多種狀態(tài)參數(shù)(如速度、溫度與組份濃度)的空間分布，是通過計算這些狀態(tài)參數(shù)的空間分布隨著時間的變化來描述火災發(fā)展過程的數(shù)學方程集合。隨著計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics，CFD)技術(shù)的不斷成熟以及計算機性能的提升，場模型越來越廣泛地應用到火災研究領(lǐng)域?；馂牡脑杏l(fā)生、發(fā)展和蔓延過程包含了流體流動、傳熱傳質(zhì)、化學反應和相變，涉及質(zhì)量、動量、能量和化學成分在復雜多變的環(huán)境條件下相互作用，其形式是三維、多相、多尺度、非定常、非線性、非穩(wěn)態(tài)的動力學過程。場模型由于引入的簡化條件少，因而是目前為止可獲取更高精確度的受限空間火災數(shù)學模型。計算所得數(shù)據(jù)較細致，可以詳細了解空間中溫度場、速度場、組分濃度場等數(shù)據(jù)分布情況及其隨時間變化的詳細信息。但實際計算結(jié)果的正確與否還取決于適當?shù)妮斎爰僭O(shè)。

自從1983年Kumar首先建立火災場模型以來，出現(xiàn)了許多場模擬的大型通用商業(yè)軟件和火災專用軟件。通用商業(yè)軟件以PHOENICS、FLUENT、CFX、STAR-CD等為代表，都具有非常友好的用戶界面形式和方便的前后處理系統(tǒng)。用于火災數(shù)值模擬的專用軟件有瑞典Lund大學的SOFIE、美國NIST開發(fā)的FDS和英國的JASMINE等，它們的特點是針對性較強。場模擬可以得到比較詳細的物理量的時空分布，能精細地體現(xiàn)火災現(xiàn)象。

但由于場模型是通過把一個房間劃分為幾千甚至上萬個控制體，計算得出室內(nèi)各局部空間的有關(guān)參數(shù)的變化。計算時通常所使用的場模擬方法有有限差分法、有限元法、邊界元法等。導致這種模型的計算量很大，當用三維不定常方式計算多室火災時，需要占用很長的機時，一般只在需要了解某些參數(shù)的詳細分布時才使用這種模型。