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本书是国内首部介绍FDS软件使用及操作的图书。本书以火灾模拟的工程应用为出发点和目的，主要介绍FDS软件的基本假设、使用方法、火灾模拟技巧及火灾模型的简化方法，而且是将火灾模型的简化方法融入到FDS具体模拟方法之中。在使用方法上，不仅介绍了FDS的基本建模方法，包括建筑结构布局设置、火源设置、输出结果设置和全局参数设置，还重点阐述了消防工程的机械通风系统、水喷淋系统、火灾自动报警系统和消防联动系统的模拟方法，较为全面的介绍了建筑火灾的模拟方法。为示范火灾模拟技术的工程应用，提供了火灾模拟在防火设计、性能化评估、火灾调查和灭火指挥方面的应用。
Pyrosim是工程中广泛使用的FDS建模软件并具有丰富的后处理功能。该软件提供命令对话框、绘图工具绘制和导入工程图纸三种建模方式，其中工程图纸可以是二维图纸，也可以是DXF、DWG、FBX、DAE、OBJ和STL格式的三维图纸。本书对Pyrosim的介绍也别出心裁，包括两部分内容：一是FDS命令对话框，不再单独列章节，而是和FDS命令合并介绍，即阐述完命令的功能后读者既可直接采用FDS命令建模，也可以使用Pyrosim的命令对话框建立模型；对于绘图工具和导入工程图纸两种建模方式，考虑到读者均具有一定的软件使用经验，不再逐个介绍绘图工具的使用方法，而是通过精心设计的五个工程案例，讲解Pyrosim的建模方法。相信这种处理方式，对于Pyrosim软件的学习能起到事半功倍的效果。即使是首次接触火灾模拟的技术人员，也能够通过这五个火灾模拟案例，掌握火灾模拟的绝大多数内容。

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作者简介

李胜利，中国人民警察大学，副教授，一直从事研究生课程《火灾数值模拟》、《建筑防火性能化设计》和《人群疏散概论》，本科课程《建筑技术基础》、《建筑结构》和《结构倒塌评估》的教学和科研工作。参与国家自然基金项目2项、科技支撑计划项目2项、公安部应用创新计划项目5项，发表相关学术论文十余篇。

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内容介绍

《FDS火灾数值模拟》是国内首部介绍FDS软件的图书，本书全面介绍了火灾动力学模拟软件FDS及其建模工具Pyrosim的使用方法。FDS部分包括全局参数设置、建筑结构建模、火源设置、输出变量设置及等值线图的绘制方法，消防设施模拟包括通风系统、水喷淋系统、火灾自动报警系统及逻辑控制的数值模拟方法。Pyrosim建模软件的介绍分为两部分，一是介绍FDS命令的同时给出Pyrosim操作步骤；二是通过工程案例展示Pyrosim的建模功能。本书最后给出火灾模拟技术在消防设计、建筑防火性能化评估、火灾调查及灭火指挥方面的应用。
《FDS火灾数值模拟》通俗易懂、深入浅出，可供广大消防安全领域工程技术人员参考，也可作为高等院校消防工程、安全工程及相关专业的教材。

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第1章绪论1
1.1火灾数值模拟方法1
1.1.1经验模型2
1.1.2区域模型4
1.1.3场模型5
1.2火灾模拟软件6
1.2.1PHOENICS6
1.2.2FLUENT7
1.2.3CFX7
1.2.4OpenFOAM8
1.3FDS软件特点9
1.3.1FDS的模型9
1.3.2FDS的假设10
1.3.3FDS的特点11

第2章FDS软件使用方法12
2.1火灾模拟过程12
2.1.1火灾模拟过程12
2.1.2最简单的场景文件13
2.1.3Pyrosim概述14
2.2全局参数设置16
2.2.1HEAD命令16
2.2.2MESH命令17
2.2.3TIME命令21
2.2.4MISC命令22
2.2.5INIT命令23
2.3建筑结构布局设置25
2.3.1MATL命令25
2.3.2SURF命令28
2.3.3OBST命令42
2.3.4MULT命令46
2.3.5HOLE命令49
2.3.6VENT命令50
2.4火源设置54
2.4.1热释放速率55
2.4.2简单热解模型—设定热释放速率的火灾60
2.4.3复杂热解模型—设定热解参数的火灾67
2.4.4固体可燃物燃尽后的视觉消失77
2.4.5燃烧模型79
2.5输出变量设置96
2.5.1DEVC命令97
2.5.2SLCF命令103
2.5.3ISOF命令106
2.5.4BNDF命令108
2.5.5Plot3D静态数据108
2.5.6输出次数控制111
2.5.7等值线图绘制112

第3章建筑消防设施的数值模拟118
3.1机械通风系统118
3.1.1普通风机118
3.1.2暖通空调系统119
3.2水喷淋系统125
3.2.1拉格朗日粒子125
3.2.2喷头参数设置128
3.2.3水抑制作用的模拟方法136
3.2.4示踪粒子及其应用139
3.2.5燃料粒子及其应用140
3.2.6预作用灭火系统141
3.2.7干式灭火系统143
3.3火灾自动报警系统144
3.3.1感温探测器144
3.3.2感烟探测器146
3.3.3红外光束线型感烟探测器148
3.3.4主动吸气式感烟探测器149
3.4逻辑控制152
3.4.1基本逻辑控制153
3.4.2高级逻辑控制156

第4章Pyrosim火灾模拟案例164
4.1单室火灾——命令对话框建模164
4.1.1场景的FDS命令164
4.1.2Pyrosim建模过程165
4.2宾馆火灾——绘图工具建模173
4.2.1Pyrosim绘图工具173
4.2.2单室火灾简介174
4.2.3建模过程175
4.2.4标准间的FDS命令流182
4.3住宅火灾——背景图片建模184
4.3.1住宅建模介绍184
4.3.2建模过程184
4.3.3FDS命令流192
4.4 办公楼火灾——CAD平面图纸建模198
4.4.1建筑概况198
4.4.2模型简化198
4.4.3工程图纸处理199
4.4.4楼层管理199
4.4.5绘制计算网格199
4.4.6建立火灾模型203
4.5体育馆火灾——CAD三维模型建模211
4.5.1概述211
4.5.2体育馆建模211

第5章火灾模拟的工程应用214
5.1基于区域模型的地下车库火灾排烟量计算214
5.1.1烟气层沉降理论分析215
5.1.2计算条件217
5.1.3计算结果及分析218
5.1.4结论223
5.2人员可用安全疏散时间模拟计算223
5.2.1基于现行规范的疏散设计方法224
5.2.2性能化人员疏散评估方法225
5.2.3人员安全疏散的性能判定标准228
5.3燃气泄漏火灾自熄原因的数值模拟研究229
5.3.1案例介绍229
5.3.2数值重建230
5.4灭火救援行为对火灾发展影响的模拟研究234
5.4.1案例介绍234
5.4.2数值重建236
5.4.3结论239

附录1FDS常用输出变量241

附录2常用材料的热物理性质242

参考文献243

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