Pyrosim｜算例 自动喷洒灭火

本文演示在Pyrosim中添加主动喷淋灭火装置以及计算存在主动喷淋灭火装置条件下的着火燃烧过程。

算例采用最简单的计算场景，取官方tutorials算例的第一个入门案例作为基础。

• 启动Pyrosim

1 创建网格区域

• 双击模型树节点Meshes

2 定义化学反应

• 双击模型树节点Reactions 打开Edit Reactions对话框
• 点击按钮Add From Library… 打开化学反应库

• 如下图所示从库中选择POLYURETHANE_GM27，将其添加到当前模型中

添加完毕后Edit Reactions对话框如下图所示。

3 创建着火面

• 鼠标双击模型树节点Surfaces 打开Edit Surfaces对话框
• 点击New… 按钮新建表面

注：Surface用于定义FDS模型中对象的特性。本算例中定义了一个以对应于1000 kW/m2的速率释放燃料的燃烧(着火)表面。默认情况下，FDS中的所有Surface都是惰性（INERT）的，并保持在固定温度(通常为环境温度)。这里想指定燃烧表面的温度，但可能的范围很大。池火可能保持在液体沸点(50-100°C)附近，木材的点火温度范围在200-700°C(Brapuskas，2001)，而以天然气为燃料的多孔燃烧表面的范围可能在530-750°C(基于McCaffre的FDS验证指南，1979)。本算例假设燃烧表面温度为摄氏500度。

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• 采用默认的Heat Release

• 进入Thermal标签页，指定表面温度为500 摄氏度

4 开放边界

计算区域除了地面外，其他边界均为开放边界。

• 右键选择模型树节点Mesh01 ，点击弹出菜单项Open Mesh Boundaries

• 如下图所示删除Mesh Vent:Mesh01[ZMin]

5 增加障碍物

• 选择菜单Model → New Obstruction…

• 指定障碍物尺寸，如下图所示

• 进入Surface标签页，选中选项Multiple，指定Max Z 面为Fire

创建完毕后的几何模型如下图所示。

6 增加热电偶

• 选择菜单Devices →  New Thermocouple 创建热电偶，如下图所示指定热电偶的位置

7 增加切面

• 选择菜单Output → 2D Slices，如下图所示创建切面

8 增加稳态统计

• 选择菜单Output → Statistics…，如下图所示设置

• 如下图所示进行参数设置

9 增加喷淋装置

• 选择菜单Devices → New Spinkler… ，如下图所示设置参数

注：这里选择使用系统内置的喷淋系统。用户可以点击Edit…按钮对喷淋参数进行自定义设置，也可以自己新建喷淋系统。

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• 点击Spray Model右侧的Edit… 按钮可以打开Spray Models对话框，如下图所示，可以设置喷雾参数

• 进入Jet Streams标签页，可以指定液滴喷射参数，点击OK按钮关闭对话框

• 在Sprinkler对话框中点击Temerature Link右侧的Edit…按钮可以打开Sprinkler Link Models对话框，如下图所示可以设置喷洒器激活条件，如本算例设置激活温度为68.33 C

10 执行计算

• 选择菜单**Analysis → Run FDS…**进行计算

11 计算结果

• y=0面上温度变化

注：好像喷水效果不佳，火并没有被灭掉。

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• 热电偶监测温度随时时间变化

• 直线上时间统计温度分布

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Pyrosim是Thunderhead公司为FDS开发的前端软件，包括几何模型处理与计算模型参数设置等功能。目前最新版本的Pyrosim基本上已经完全兼容FDS，做得是真不错。前阵子体验某国产CFD前处理软件，那GUI设计，真是一言难尽。。。

话说国内那么多摇旗呐喊要开发国产工业软件的企业，是否有兴趣为OpenFOAM之类的求解器开发适用于工业应用的前端软件呢？不要整天想着开发求解器了，先搞出几个能打的来，后面再慢慢图发展不好么？千万别说OpenFOAM的优势是没有GUI的浑话，这话只能在科研圈小声说说，在工业圈说这话会被嘲笑致死的。

整天喊口号也不是个办法啊，牛皮吹大了，泡泡迟早会被吹破的。