2018年消防安全案例分析：火灾模拟

在火灾模拟中，影响模拟结果准确性的因素比较多，如所建模型和实际对象的接近程度、网格的划分方法、网格的数量、网格尺寸、湍流模型的选择、各种计算假设等因素都会对模拟结果产生影响。

(一)概述

火灾数值模拟是火灾研究的重要内容之一，但由于火灾现象的复杂性，近几十年来才建立起描述火灾现象的实用数学模型。火灾模型主要分为确定性模型和随机性模型。

火灾数值模型主要有专家系统(Expert System)区域模型(Zone Model)场模型(Field Model)网络模型(Network Model)和混合模型(Hybrid Model)场模型也即CFD模型，主要是利用计算流体动力学(CFD)技术对火灾进行模拟的模型，由于CFD模型可以得到比较详细的物理量的时空分布，能精细地体现火灾现象，加之高速、大容量计算机的发展，使得CFD模型得到了越来越广泛的应用。

目前用于火灾模拟的CFD模型主要有：FDS、PHOENICS、FLUENT等。FDS是专门针对火灾模拟而开发的CFD软件，简单易用。因此，在火灾模拟中应用最为广泛。而PHOENICS和FLUENT是计算流体力学的通用软件，将其用于火灾模拟需要有较强的流体力学背景。因此，应用较少。目前，国内外对FDS的研究比较多，而对于PHOENICS和FLUENT在火灾模拟方面的应用研究则较少，对各个软件的对比研究更少。

在火灾模拟中，影响模拟结果准确性的因素比较多，如所建模型和实际对象的接近程度、网格的划分方法、网格的数量、网格尺寸、湍流模型的选择、各种计算假设等因素都会对模拟结果产生影响，怎样才能使模拟结果更加准确、可信是一个急需解决的问题。同时，各个软件都有自己的优缺点和适用范围，对某一工程设计，如性能化设计项目，选择最合适的软件进行火灾模拟是一比较重要的问题。因此，为了能够更好地利用CFD模型进行火灾模拟，有必要对他们进行系统研究。

验证(veriifcation)与确认(validation)是评价数值解精度和可信度的主要手段。长期以来，CFD工作者对CFD软件的验证与确认工作一直没有给予足够的重视。因此，对于计算结果的可信度，CFD研究人员并不能给出明确的回答。这使得CFD软件的使用者对CFD也持一种矛盾的心态，既想利用CFD这种快捷经济的设计工具，又对CFD的计算结果心存疑虑。如果有条件，可以结合数值计算和模拟实体火灾的方式，进一步验证模型的可靠性。