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建筑火灾仿真工程软件:PyroSim从入门到精通 电子版

软件简介

编辑推荐

适读人群 :本书可作为高等院校安全工程、消防工程、建筑工程专业本科、研究生的教材,也可供广大安防科技工作者使用。
《建筑火灾仿真工程软件——PyroSim从入门到精通》

1 PyroSim软件快速入门:PyroSim基础知识和操作流程介绍简明扼要,配合各小节实战练习快速入门;

2 PyroSim全面精通: PyroSim模拟案例丰富,熟练掌握PyroSim应用技巧。

内容简介

本书结合作者多年的教学和培训实践,以PyroSim的流行版本——6.0版本为基础,全面系统地介绍了PyroSim的使用以及工程应用实例。书中配合各小节实战练习及各阶段仿真模型实例详解,在实例应用中帮助读者不断巩固所学软件知识,将软件学习与实际应用紧密结合,力求帮助读者快速入门并全面精通,最终熟练运用PyroSim模拟仿真软件解决实际问题。

本书可作为高等院校安全工程、消防工程、建筑工程专业本科、研究生的教材,也可供广大安防科技工作者使用。

目录

入门篇

第1章PyroSim基础2

1.1初识PyroSim2

1.1.1PyroSim概述2

1.1.2PyroSim购买与安装3

1.1.3软件产品登记4

1.1.4安装网络版许可证5

1.1.5服务器配置6

1.1.6启动与退出PyroSim8

1.2PyroSim工作界面8

1.2.1导航视图界面9

1.2.23D视图界面10

1.2.32D视图界面10

第2章PyroSim基本操作13

2.1PyroSim文件操作13

2.1.1新建文件13

2.1.2保存文件13

2.1.3打开文件13

2.1.4加密文件14

2.1.5导入文件14

2.1.6输出文件16

2.2PyroSim常用菜单操作17

2.2.1公用菜单操作18

2.2.2常用工具菜单操作18

2.2.3图形操作菜单操作19

2.2.4图形显示菜单操作20

2.2.5树形菜单操作20

2.2.6对话框执行按钮用法21

第3章PyroSim模拟仿真操作控件22

3.1建模前准备22

3.1.1单位22

3.1.2配色方案22

3.1.3View菜单23

3.1.4首选项24

3.2坐标系26

3.3模型建立26

3.3.1新建文件并保存和命名27

3.3.2定义反应28

3.3.3材料数据34

3.3.4创建网格42

3.3.5定义和创建物体表面属性49

3.3.6创建实体构筑物57

3.3.7创建通风口69

3.4创建结果输出记录71

3.4.1实体剖面71

3.4.2切片72

3.4.3边界数量72

3.4.4等值面73

3.4.5绘制3D数据74

3.4.6数据统计75

3.4.7存储模型76

3.5创建探测设备和消防灭火设备76

3.5.1激活事件77

3.5.2创建探测设备79

3.5.3创建消防灭火设备94

第4章运行求解101

4.1仿真参数(simulation parameter)101

4.1.1时间参数介绍102

4.1.2输出参数介绍102

4.1.3环境参数介绍102

4.1.4粒子参数介绍103

4.1.5模拟参数介绍103

4.1.6辐射参数介绍104

4.1.7几何角度参数介绍104

4.1.8其他参数介绍104

4.2模拟运行(Run FDS)105

4.3并行执行(Run Parallel FDS)106

4.4恢复一个模拟106

第5章结构后处理107

5.1Smokeview 查看3D结果107

5.1.1认识Smokeview软件107

5.1.2Smokeview软件原理108

5.1.3Smokeview软件功能109

5.2Smokeview菜单选项111

5.2.1Smokeview主菜单111

5.2.2加载/卸载(Load/Unload)111

5.2.3显示/隐藏(Show/Hide)113

5.2.4选项(Options)116

5.2.5对话框(Dialog)118

5.3绘制时间历程结果119

5.3.1时间历史结果设置119

5.3.2时间历史结果查看120

第6章基础模型实例——建模详解122

6.1简单房间模型122

6.1.1输入反应和材料数据123

6.1.2创建网格124

6.1.3指定燃烧参数124

6.1.4创建表面125

6.1.5打造家具(障碍物)127

6.1.6墙130

6.1.7使用通风口定义火源和楼层132

6.1.8添加一个开放的边界133

6.1.9在墙上悬挂图片134

6.1.10创建热电偶记录134

6.1.11创建3D效果绘制的切片记录135

6.1.12创建边界记录135

6.1.13指定模拟属性135

6.1.14保存并运行135

6.1.15Smokeview查看结果136

6.1.16查看时间历史结果137

6.2空气流动模型137

6.2.1创建网格137

6.2.2创建进气表面139

6.2.3创建微粒释放140

6.2.4创建通风口140

6.2.5创建开放(排气)通风口141

6.2.6创建切片记录141

6.2.7指定模拟属性141

6.2.8保存模型142

6.2.9运行仿真143

6.2.10查看粒子运动143

6.2.11查看切片数据143

6.3房间烟气测量模型144

6.3.1创建火源表面145

6.3.2创建火源通风口145

6.3.3创建开放边界通风口146

6.3.4创建网格147

6.3.5增加墙148

6.3.6增加门149

6.3.7旋转模型得到更好的视角149

6.3.8增加层区探测设备150

6.3.9增加流量测量设备150

6.3.10设定模拟时间150

6.3.11保存模型151

6.3.12开始模拟151

6.3.133D视图中观看烟雾152

6.3.14查看时间历史数据152

提高篇

第7章创建复杂的几何结构156

7.1弯曲的墙壁156

7.1.1使用墙工具157

7.1.2使用块工具158

7.1.3旋转对象158

7.2桁梁和屋顶159

7.3楼梯161

第8章几何对象编辑操作164

8.1鼠标操作164

8.1.1选择164

8.1.2快捷菜单164

8.1.3双击编辑165

8.1.4调整图形尺寸165

8.1.52D视图下转换/拖动对象166

8.1.62D视图下旋转物体167

8.2工具栏操作167

8.2.1撤销/重做167

8.2.2复制/粘贴168

8.2.3转化168

8.2.4镜像168

8.2.5缩放对话框169

8.2.6旋转对话框170

8.2.7仅展示选择的对象170

第9章提高模型实例——建模详解171

9.1电器火灾模型171

9.1.1计算网格173

9.1.2材料特性175

9.1.3保存模型177

9.1.4表面性质177

9.1.5几何模型179

9.1.6后处理控制193

9.1.7仿真参数195

9.1.8运行分析195

9.1.9查看结果195

9.2多房间模型198

9.2.1输入材料数据198

9.2.2创建网格200

9.2.3指定燃烧参数200

9.2.4创建表面201

9.2.5创建地板和墙204

9.2.6创建门窗218

9.2.7创建家具(障碍物)229

9.2.8使用通风口定义火源243

9.2.9定义开放边界243

9.2.10设置探测器244

9.2.11设置水喷淋设备246

9.2.12设置切片248

9.2.13设置模拟属性248

9.2.14保存并运行249

9.2.15Smokeview查看3D结果249

9.2.16查看时间历史结果251

9.3多楼层模型251

9.3.1输入材料数据251

9.3.2创建网格252

9.3.3指定燃烧参数253

9.3.4创建表面253

9.3.5创建楼层254

9.3.6创建第一层楼结构255

9.3.7创建第二层楼结构255

9.3.8创建楼梯268

9.3.9设置模拟属性272

9.3.10保存并运行272

9.3.11查看结果273

9.3.12查看时间历史结果273

精通篇

第10章创建FDS+EVAC逃生模型276

10.1认识FDS+EVAC276

10.1.1FDS+EVAC的特点276

10.1.2建模注意事项278

10.1.3使用疏散模型的简要步骤279

10.2FDS+EVAC建模280

10.2.1创建网格280

10.2.2导入材料和反应281

10.2.3创建表面281

10.2.4创建构筑物281

10.3FDS+ EVAC菜单282

10.3.1人员参数(Person Types)283

10.3.2初始位置(Initial Positions)285

10.3.3疏散孔洞(Evac Holes)286

10.3.4出口(Exits)287

10.3.5入口(Entrances)288

10.3.6门(Doors)289

10.3.7走廊(Corridors)290

10.3.8斜坡/楼梯(Incline/Stairs)291

第11章燃气喷射火模型294

11.1创建网格294

11.2导入材料和反应295

11.3创建表面296

11.3.1火源表面296

11.3.2泄漏表面296

11.4创建构筑物299

11.4.1创建罐体300

11.4.2创建罐盖301

11.5设置泄漏孔与点火源304

11.5.1设置点火源304

11.5.2设置泄漏孔304

11.6设置探测设备304

11.7设置模拟属性305

11.8保存并运行305

11.9查看结果306

11.9.1图像结果306

11.9.2时间历史结果306

第12章精通模型实例——建模详解308

12.1EVAC疏散模型308

12.1.1启用FDS+EVAC308

12.1.2创建网格308

12.1.3创建一个出口309

12.1.4添加人员310

12.1.5指定模拟属性311

12.1.6保存模型311

12.1.7运行分析311

12.1.8查看结果311

12.2FDS+EVAC疏散模型313

12.2.1导入反应和材料313

12.2.2创建网格314

12.2.3用石膏创建墙面315

12.2.4创建燃烧器表面315

12.2.5创建流场表面315

12.2.6创建墙315

12.2.7创建走廊墙壁316

12.2.8创建燃烧用的障碍物317

12.2.9创建门洞317

12.2.10创建火灾用通风口317

12.2.11创建火源318

12.2.12创建疏散流场318

12.2.13创建疏散出口318

12.2.14设置人员参数319

12.2.15添加人员319

12.2.16疏散孔洞320

12.2.17创建切片320

12.2.18边界输出量320

12.2.19指定模拟参数320

12.2.20保存并运行321

12.2.21Smokeview查看结果321

12.2.22查看时间历史结果322

12.3复杂建筑物火灾人员疏散模型323

12.3.1导入反应和材料324

12.3.2创建网格324

12.3.3创建表面327

12.3.4创建地板与墙壁328

12.3.5创建门洞及通风口335

12.3.6创建火源339

12.3.7创建疏散出口339

12.3.8设置疏散门洞340

12.3.9设置人员参数343

12.3.10添加人员344

12.3.11疏散孔洞344

12.3.12创建切片345

12.3.13边界输出量345

12.3.14指定模拟参数346

12.3.15保存并运行346

12.3.16Smokeview结果查看346

12.3.17查看历史结果348

参考文献349

前言/序言

在社会生活中,火灾已成为威胁公共安全,危害人民群众生命财产安全的一种多发性灾害。据统计,全世界每天发生火灾1万起左右,死亡2000多人,伤3000~4000人,每年火灾造成的直接财产损失达10多亿元。尤其是造成几十人、几百人死亡的特大恶性火灾不断发生,给国家和人民群众的生命财产造成了巨大的损失。总结以往造成群死群伤及重大经济损失的特大火灾教训,其中危害人员最主要的因素是火灾烟气,最重要的是增强烟气探测与控制能力和人员逃生能力。受火灾烟气的危害,火场人员会因窒息或中毒而死亡,距离火灾较近人员也会受火焰高温伤害,只要消防系统设置合理,人员冷静机智运用火场自救与逃生知识,就有可能拯救自己、拯救他人。

PyroSim是由美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)研发的,专用于火灾动态仿真模拟(Fire Dynamic Simulation,FDS)的软件。

笔者在教学中发现,学生对该软件在用于火灾动态仿真及人员疏散仿真时,学习热情高,感觉容易理解且上手快,因此,该软件深受学生欢迎。然而,目前市场没有类似参考书或相关教程。为了满足安全工程、消防工程、建筑安全工程以及制定疏散应急演练教学、科研及设计的需求,结合笔者多年教学实践和科研工作编著成本书。希望本书的出版有助于我国安全工程、消防工程、建筑安全工程的人才培养。

本书以PyroSim的流行版本6.0版本为基础,全面系统地介绍了PyroSim的操作流程,结合火灾仿真案例对软件应用作了详尽解读,使读者在短时间内能够实现从入门到精通的跨越。

全书内容编排紧密结合安全工程、消防工程、建筑安全工程教学需要和特点,选材新颖,注重实用,循序渐进,便于读者学习掌握。本书可作为高等院校安全工程、消防工程、建筑工程专业本科、研究生的教材,也可供广大安防科技工作者使用。

本书的出版还得到了上海曼恒数字技术有限公司的鼎力支持,同时,吕佩桦对本书做了大量文字翻译、校对工作,杨凯博士和董炳燕博士对本书的编写提供了很多建议和帮助,在此向参与此书出版的个人和单位一并表示感谢。

由于水平有限,书中不足之处在所难免,敬请广大读者批评指正。



编著者

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