Analiza wyników w oprogramowaniu Fire Dynamics Simulator (FDS) wymaga zrozumienia kluczowych typów plików wynikowych. Prawidłowy dobór i interpretacja danych wyjściowych decydują o wiarygodności obliczeń inżynierskich. W tym artykule wyjaśniamy praktyczne różnice między dwoma podstawowymi formatami: SLCF (Slice File) i BNDF (Boundary File).
Z lektury dowiesz się, jak świadomie wykorzystywać oba formaty do precyzyjnej analizy rozkładu temperatury gazu oraz temperatury powierzchni w modelach pożarowych. Zrozumienie ich przeznaczenia pozwala uniknąć powszechnych błędów i zapewnić wysoką jakość symulacji.
Czym jest plik wynikowy SLCF w FDS?
Plik wynikowy SLCF (Slice File) służy do zapisu danych charakteryzujących zjawiska w fazie gazowej. Aby go wygenerować, użytkownik musi precyzyjnie zdefiniować obszar pomiarowy w domenie obliczeniowej. Może to być wirtualna linia, dwuwymiarowa płaszczyzna lub trójwymiarowa objętość.
- Główne przeznaczenie: Analiza parametrów gazowych.
- Wymagana definicja: Użytkownik musi określić położenie i wymiary przekroju za pomocą parametrów w pliku wejściowym, takich jak
XB,PBXczyPBY. - Typowe mierzone wielkości:
- Temperatura gazu (
TEMPERATURE) - Prędkość przepływu (
VELOCITY) - Stężenia gazów (np.
CO,O2) - Widzialność (
VISIBILITY) - Objętościowa gęstość mocy pożaru (
HRRPUV)
- Temperatura gazu (
Pliki SLCF są niezbędne do oceny warunków panujących wewnątrz pomieszczenia, np. podczas analizy warunków ewakuacji.
Co to jest plik wynikowy BNDF w FDS?
Plik wynikowy BNDF (Boundary File) przechowuje dane bezpośrednio z powierzchni ciał stałych (przeszkód) zdefiniowanych w symulacji. Służy do monitorowania wartości na granicach obiektów, takich jak ściany, stropy czy elementy konstrukcyjne.
- Główne przeznaczenie: Analiza zjawisk na powierzchniach stałych.
- Wymagana definicja: Generowanie plików BNDF jest domyślnie włączone dla wszystkich stałych powierzchni. Nie wymaga to od użytkownika definiowania współrzędnych pomiarowych.
- Typowe mierzone wielkości:
- Temperatura powierzchni (
WALL TEMPERATURE) - Wypadkowy strumień ciepła (
NET HEAT FLUX) - Strumień ciepła mierzony przez kalorymetr (
GAUGE HEAT FLUX) - Temperatura powierzchni adiabatycznej (
ADIABATIC SURFACE TEMPERATURE) - Szybkość spalania materiałów (
BURNING RATE)
- Temperatura powierzchni (
Pliki te są kluczowe w analizach odporności ogniowej konstrukcji i ocenie obciążeń termicznych.
SLCF vs BNDF: Porównanie kluczowych różnic
Podstawowa różnica sprowadza się do analizowanego medium: SLCF opisuje gaz, natomiast BNDF monitoruje powierzchnię ciała stałego. Zrozumienie tej zależności jest kluczowe dla poprawnej interpretacji wyników.
| Cecha | SLCF (Slice File) | BNDF (Boundary File) |
|---|---|---|
| Analizowane medium | Faza gazowa | Powierzchnia ciała stałego |
| Główne zastosowanie | Pomiar temperatury gazu, widzialności, stężeń | Pomiar temperatury powierzchni, strumieni ciepła |
| Definicja obszaru | Wymaga ręcznego zdefiniowania współrzędnych | Automatyczny zapis dla wszystkich powierzchni |
| Typowy scenariusz | Analiza warunków ewakuacji | Analiza odporności ogniowej konstrukcji |
| Rozmiar pliku | Zależny od zdefiniowanego obszaru i częstości zapisu | Potencjalnie bardzo duży, obejmuje całą geometrię |
Zarządzanie rozmiarem plików BNDF
Automatyczny zapis danych dla wszystkich powierzchni sprawia, że pliki BNDF mogą osiągać bardzo duże rozmiary, co spowalnia analizę. FDS oferuje metody optymalizacji zapisu. Można go wyłączyć dla wszystkich obiektów i aktywować tylko dla wybranych powierzchni.
- Wyłączenie domyślnego zapisu dla wszystkich obiektów: W sekcji
&MISCdodaj parametr:
&MISC BNDF_DEFAULT=.FALSE. / - Wyłączenie zapisu dla pojedynczego obiektu: W linii definicji przeszkody
&OBSTdodaj:
&OBST ID='Sciana_X', XB=..., BNDF_OBST=.FALSE. /
Takie podejście pozwala precyzyjnie kontrolować, które dane są zapisywane, i znacząco redukuje objętość plików wynikowych.
Najczęstszy błąd: Pomiar temperatury ściany z użyciem SLCF
Fundamentalnym błędem popełnianym przez początkujących analityków jest próba pomiaru temperatury powierzchni ściany za pomocą pliku SLCF. Jest to niemożliwe i prowadzi do całkowicie błędnych wniosków.
- Dlaczego SLCF się do tego nie nadaje? Plik SLCF zawiera dane wyłącznie dla fazy gazowej. Płaszczyzna pomiarowa zdefiniowana tuż przy ścianie zarejestruje temperaturę gazu w komórce obliczeniowej przylegającej do powierzchni, a nie temperaturę samej powierzchni. Różnica między tymi wartościami może być znaczna.
- Jaka jest poprawna metoda?
Do monitorowania temperatury na granicach obiektów stałych należy zawsze używać plików BNDF. Zawierają one parametr
WALL TEMPERATURE, który precyzyjnie opisuje stan termiczny analizowanej powierzchni.
Zawsze sięgaj do oficjalnej dokumentacji, takiej jak FDS User's Guide, aby uzyskać szczegółowe informacje dotyczące składni i dostępnych parametrów wyjściowych.