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隧道通风设计软件：FDS二次开发_（12）.FDS高级功能与技巧.docx

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FDS高级功能与技巧

1.高级网格划分技术

1.1自适应网格划分

自适应网格划分是FDS中的一项高级功能，它可以根据模拟过程中物理场的变化动态调整网格的细化程度，从而在保证模拟精度的同时减少计算资源的消耗。自适应网格划分特别适用于隧道通风设计中的复杂流动和燃烧模拟，因为这些模拟中往往存在局部高梯度区域，需要更高的网格分辨率。

原理

自适应网格划分的基本原理是基于误差估计或物理场梯度来决定网格的细化和粗化。FDS在模拟过程中会自动检测需要细化的区域，并在这些区域生成更细的网格。同时，它也会检测可以粗化的区域，从而释放计算资源。这种动态调整使得模拟更加高效和准确。

内容

在FDS中，自适应网格划分的设置主要通过以下参数进行控制：

MESH：定义模拟区域的网格。

ADAPT：控制自适应网格划分的行为。

TIME：定义时间步长和自适应网格的时间间隔。

例子

假设我们正在模拟一个隧道内的火灾，火灾源位于隧道的中部。为了更准确地捕捉火灾的细节，我们可以使用自适应网格划分技术。

HEADCHID=tunnel_fire,TITLE=TunnelFireSimulation/

MESHIJK=100,100,100,XB=0,100,0,100,0,100/

TIMET_END=600,DT-stat=10,DT-out=10/

ADAPTMAX_LEVEL=3,MIN_LEVEL=1,CELL_SIZE_TOL=0.5,GRADIENT_TOL=1.0,VOLUME_TOL=0.1/

OBSTXB=20,80,10,90,0,10,SURF_ID=TunnelWalls/

OBSTXB=20,80,10,90,90,100,SURF_ID=TunnelCeiling/

OBSTXB=20,80,0,10,0,100,SURF_ID=TunnelFloor/

OBSTXB=0,20,0,100,0,100,SURF_ID=TunnelEntrance/

OBSTXB=80,100,0,100,0,100,SURF_ID=TunnelExit/

FIREXB=50,50,50,50,0,10,POWER=1000000,T_START=0,T_END=600/

VENTXB=0,100,0,100,0,0,VEL=5.0,DIRECTION=1/

VENTXB=0,100,0,100,100,100,VEL=5.0,DIRECTION=-1/

1.2非均匀网格划分

非均匀网格划分允许用户在不同的区域使用不同的网格分辨率，从而在关键区域获得更高的精度，而在非关键区域减少计算量。这对于隧道通风设计中的局部高梯度区域非常有用。

原理

非均匀网格划分的基本原理是在定义网格时，可以指定不同的网格间距。FDS会在模拟过程中根据这些指定的间距生成网格。用户可以通过定义多个网格区域来实现不同区域的网格分辨率。

内容

在FDS中，非均匀网格划分的设置主要通过以下参数进行控制：

MESH：定义多个模拟区域的网格。

GRID：定义网格间距。

例子

假设我们正在模拟一个隧道内的通风系统，隧道入口和出口区域的流动更加复杂，需要更高的网格分辨率。

HEADCHID=tunnel_ventilation,TITLE=TunnelVentilationSimulation/

MESHIJK=200,100,100,XB=0,100,0,100,0,100,/

MESHIJK=100,100,100,XB=100,200,0,100,0,100,/

MESHIJK=50,100,100,XB=200,300,0,100,0,100,/