火灾模拟软件FDS的验证

刘凯

摘要：為验证FDS的火灾模拟预测能力，NIST专门进行了一系列全尺寸火灾试验 ，实验结果均表明FDS模拟与试验结果中火灾热释放率和温度差异在20%之内，即FDS可以很准确地预测火灾场景。本文采用FDS软件模拟计算地铁自然通风隧道无列车模型试验中的典型工况，将隧道顶壁模拟温度分布与试验结果进行对比。

关键字：FDS 火灾热释放率

1、实验装置

为了验证FDS的可靠性，采用现有自然通风隧道段模型，进行实验数据采集。试验装置由模型隧道、燃烧系统、和测试系统三部分组成，见图1-1。模型的几何尺寸依据成都地铁隧道自然通风段设计尺寸的1/15比例制作。

图1-1火灾试验台

模型隧道段长15m，宽0.7m，高0.32，隧道断面尺寸如图1-2所示。

图1-2隧道断面尺寸

图1-3温度测点布置示意图

热电偶由隧道顶部纵向中轴线垂直伸入模型隧道，测点距离隧道顶部内壁1cm。模型隧道沿火源位置纵向对称，火源附近处热电偶按10cm间距布置，火源人释放率大小为11.48kw。

2、数值模型

计算模型及纵向温度测点布置如图1-4所示。模型总长7.5m，由于模型隧道的纵向对称性，只对其一半进行了数值模拟，火源位于对称位置。

图1-4温度测点布置示意图

3、模拟结果与实验结果对比

图1-5实验结果与FDS结果对比

图1-5表明：除了第13个测点FDS结果与实验值偏差较大外，其他大部分区域模拟结果与实验值较一致。由此可得：FDS能够很好地模拟模型火灾温度分布情况，可以用于火灾数值计算分析。

参考文献

[1] Kevin McGrattan， Glenn P.Forney. Fire Dynamics Simulator （Version 5）Users Guide. National Institute of Standard Technology， Gaithersburg， MD

[2] Glenn P.Forney. Users Guide for Smokeview Version 5 .National Institute of Standard Technology， Gaithersburg， MD