- 13-12-2019, 18:22
- 2 201
Моделирование реального пожара как основа разработки требований к противопожарной защите зданий и сооружений
Тема: Моделирование реального пожара как основа разработки требований к противопожарной защите зданий и сооружений
Докладчик: Эксперт ФГБУ «ЦНИИП Минстроя России» Рыжков С.А.
Введение
Нормативно-правовое основание для моделирования пожаров: ч. 6 ст. 15 Федерального закона от 30.12.2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
Программа для моделирования пожаров (open source, открытый код):
Fire Dynamics Simulator: относится к программам CFD-моделирования; решает уравнение Навье-Стокса; является специально разработанной программой NIST, направленной на рациональное использование вычислительных ресурсов CFD-моделирования; использует метод регулярных сеток с возможностью использования метода погруженных границ (IBM); позволяет реализовать моделирования движения объектов; решает задачи противодымной защиты и пожаротушения.
Примечание: Указанный программный комплекс рекламой не является, имеет открытый код.
Название программы приводится исключительно для учебно-консультационных целей.
Рассматриваемые вопросы на учебно-консультационном семинаре:
1. Задание химической реакции горения.
2. Матричный метод вычисления условной молярной массы горючей нагрузки, состоящей из атомов C, H, O, Cl.
3. Метод определения тепловой мощности пожара с учетом выгорания горючей нагрузки.
4. Метод расчета тепловой мощности пожара при горении отдельных элементов интерьера помещений.
5. Метод расчета характерного диаметра пожара и размеров кубовых ячеек сетки
6. Метод погруженных границ (Immersed Boundary Method).
7. Пример моделирования пожара.
8. Заключительная часть. Возможные направления реализации CFD-моделирования.
1. Задание химической реакции горения
Реакция № 1 - Химическая реакция горения, состоящая из атомов C, H, O.
Реакция № 2 - Химическая реакция горения, состоящая из атомов C, H, O, Cl.
Реакция № 3 - Химическая реакция горения различных видов горючей нагрузки.
![](/uploads/posts/2019-12/1576248539_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0003.jpg)
2. Матричный метод вычисления условной молярной массы горючей нагрузки, состоящей из атомов C, H, O, Cl
![](/uploads/posts/2019-12/1576248669_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0004.jpg)
![](/uploads/posts/2019-12/1576248709_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0005.jpg)
![](/uploads/posts/2019-12/1576248799_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0006.jpg)
![](/uploads/posts/2019-12/1576248925_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0007.jpg)
![](/uploads/posts/2019-12/1576248952_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0008.jpg)
![](/uploads/posts/2019-12/1576249004_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0009.jpg)
4. Метод расчета тепловой мощности пожара при горении отдельных элементов интерьера помещений
Область применения - метод применим для оценки распространения опасных факторов пожара при горении отдельных элементов интерьера помещений (мебель, телевизор, мусорная корзина и т.д.). Использование метода рекомендуется в помещениях, где горючая нагрузка расположена локально, например: входные группы, вестибюли, места ожидания, галереи и т.д.
Полезные ссылки и литература:1. Heat Release Rates of Burning Items in Fires, Hyeong-Jin Kim and David G. Lilley, AIAA 2000-0722,
38th Aerospace Sciences Meeting & Exhibit, 10-13 January 2000, Reno, NV.
2. HRR-калькулятор: https://www.thunderheadeng.com/pyrosim/resources/.
Примеры результатов расчетов:
Кровать (матрас и пружины, хлопково-уретановый материал):
Область применения - метод применим для оценки распространения опасных факторов пожара при моделировании горения в помещениях, оборудования, автомобилей, поездов. Особенность данного метода заключается в том, что он основан на мощности тепловыделения и взаимоувязан с геометрическими параметрами кубовых ячеек расчетной сетки (области построения модели).
Порядок определения характерного диаметра пожара и размеров кубовых ячеек сетки:
1. Расчет характерного диаметра пожара в зависимости от максимальной мощности пожара.
2. Определение размера кубовой ячейки сетки в зависимости от характерного диаметра пожара.
![](/uploads/posts/2019-12/1576249545_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0012.jpg)
![](/uploads/posts/2019-12/1576249545_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0013.jpg)
1. NIST Special Publication 1018 Sixth Edition. Fire Dynamics Simulator. Technical Reference Guide. Volume 3: Validation.
2. Интернет-ресурс (FDS+SMV): https://pages.nist.gov/fds/.
2. D*-калькулятор: https://www.thunderheadeng.com/pyrosim/resources/.
Примеры результатов расчетов:
![](/uploads/posts/2019-12/1576249653_1576249647029.png)
Область применения - метод применим для оценки распространения опасных факторов пожара при моделировании горения в условиях сложной геометрии.
Механизм преобразования геометрии предусматривает выполнение задачи по преобразованию всех геометрических объектов, а именно: разделение граней и объемов ячеек сетки на части, которые вместе с их свойствами используются в дискретизации уравнения модели пожара.
1. NIST Special Publication 1018 Sixth Edition. Fire Dynamics Simulator. Technical Reference Guide. Volume 3: Validation.
2. Интернет-ресурс (FDS+SMV): https://pages.nist.gov/fds/.
3. Интернет-ресурс: https://www.thunderheadeng.com/2017/04/d1-07-vanella/:
Advances in Simulation Capability for Complex Geometry Marcos Vanella, Fire Research Division, National Institute of Standards and Technology (NIST) & Department of Mechanical and Aerospace Engineering, George Washington University.
![](/uploads/posts/2019-12/1576250016_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0017.jpg)
![](/uploads/posts/2019-12/1576250029_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0018.jpg)
Рассматривается помещение магазина размером 5×5×3 м с дверью размером 0,8×1,9 м.
1. Моделирование лесного пожара (нормирование противопожарных расстояний)
![](/uploads/posts/2019-12/1576250247_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0022.jpg)
![](/uploads/posts/2019-12/1576250281_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0023.jpg)
![](/uploads/posts/2019-12/1576250550_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0024.jpg)
![](/uploads/posts/2019-12/1576250572_prezentacija_ryzhkov_cniip_01_03_2018-0025.jpg)
-
Поделиться:
- Подписаться