消防工程師技術(shù)實(shí)務(wù)備考：煙氣流動(dòng)計(jì)算場(chǎng)模型

2021年一級(jí)消防工程師考試時(shí)間在11月6、7日，考試已進(jìn)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(zhǔn)備了消防工程師《消防安全技術(shù)實(shí)務(wù)》知識(shí)點(diǎn)，以幫助大家更好的備考，詳情如下：

場(chǎng)模型：

火災(zāi)的場(chǎng)模擬研究是利用計(jì)算機(jī)求解火災(zāi)過(guò)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(shí)間的變化，是一種物理模擬。場(chǎng)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(guò)計(jì)算這些狀態(tài)參數(shù)的空間分布隨著時(shí)間的變化來(lái)描述火災(zāi)發(fā)展過(guò)程的數(shù)學(xué)方程集合。隨著計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(Computational Fluid Dynamics，CFD)技術(shù)的不斷成熟以及計(jì)算機(jī)性能的提升，場(chǎng)模型越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到火災(zāi)研究領(lǐng)域。火災(zāi)的孕育、發(fā)生、發(fā)展和蔓延過(guò)程包含了流體流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)和相變，涉及質(zhì)量、動(dòng)量、能量和化學(xué)成分在復(fù)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(xiàn)性、非穩(wěn)態(tài)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。場(chǎng)模型由于引入的簡(jiǎn)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(zāi)數(shù)學(xué)模型。計(jì)算所得數(shù)據(jù)較細(xì)致，可以詳細(xì)了解空間中溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、組分濃度場(chǎng)等數(shù)據(jù)分布情況及其隨時(shí)間變化的詳細(xì)信息。但實(shí)際計(jì)算結(jié)果的正確與否還取決于適當(dāng)?shù)妮斎爰僭O(shè)。

自從1983年Kumar首先建立火災(zāi)場(chǎng)模型以來(lái)，出現(xiàn)了許多場(chǎng)模擬的大型通用商業(yè)軟件和火災(zāi)專(zhuān)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(hù)界面形式和方便的前后處理系統(tǒng)。用于火災(zāi)數(shù)值模擬的專(zhuān)用軟件有瑞典Lund大學(xué)的SOFIE、美國(guó)NIST開(kāi)發(fā)的FDS和英國(guó)的JASMINE等，它們的特點(diǎn)是針對(duì)性較強(qiáng)。場(chǎng)模擬可以得到比較詳細(xì)的物理量的時(shí)空分布，能精細(xì)地體現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)象。

但由于場(chǎng)模型是通過(guò)把一個(gè)房間劃分為幾千甚至上萬(wàn)個(gè)控制體，計(jì)算得出室內(nèi)各局部空間的有關(guān)參數(shù)的變化。計(jì)算時(shí)通常所使用的場(chǎng)模擬方法有有限差分法、有限元法、邊界元法等。導(dǎo)致這種模型的計(jì)算量很大，當(dāng)用三維不定常方式計(jì)算多室火災(zāi)時(shí)，需要占用很長(zhǎng)的機(jī)時(shí)，一般只在需要了解某些參數(shù)的詳細(xì)分布時(shí)才使用這種模型。