火灾大涡模拟
采用大涡模拟(LES)方法求解低速流动,重点模拟火灾场景下的烟气与热量传输过程,是该软件的核心计算引擎。
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FDS(Fire Dynamics Simulator)是美国国家标准与技术研究院(NIST)开发的火灾计算流体力学软件,专门模拟低速流动中的烟气与热量传输。官方当前发布版本为 FDS 6.11.1、配套可视化工具 Smokeview 6.11.2。它免费且开源,属于公有领域、不受版权保护,被广泛用于火灾安全工程研究。短板是它面向专业 CFD 场景,需要一定的建模与数值计算基础,且界面依赖第三方工具。
FDS 是美国国家标准与技术研究院(NIST,隶属美国商务部)开发的火灾计算流体力学软件,全称 Fire Dynamics Simulator。它采用大涡模拟(LES)方法求解低速流动,重点模拟火灾产生的烟气与热量传输过程。配套的可视化程序 Smokeview(SMV)用于显示 FDS 以及 CFAST 模拟的输出结果。
当前官方发布版本为 FDS 6.11.1 与 Smokeview 6.11.2,官网同时提供用户指南、技术参考指南、验证指南、确认指南以及配置管理计划等文档,并开放每夜构建(nightly builds)下载。软件属于免费开源工具,依据美国法典第 17 编第 105 条不受版权保护,处于公有领域。
使用者可以从官网获取下载、文档、讨论论坛、问题追踪和 Wiki 页面。第三方社区还提供了图形用户界面以及各类前处理与后处理工具,并整理出配套培训资源。研究方向的推进情况可参考 FDS 路线图与 Smokeview 路线图。研究人员还可通过包括的研究机会与资助机制加入 FDS 与 Smokeview 开发团队。
采用大涡模拟(LES)方法求解低速流动,重点模拟火灾场景下的烟气与热量传输过程,是该软件的核心计算引擎。
配套程序 Smokeview(SMV)用于显示 FDS 和 CFAST 的模拟输出结果,把计算结果转成可观察的图形。
提供用户指南、技术参考指南、验证指南、确认指南和配置管理计划,涵盖 FDS 与 SMV 两套工具。
官方说明 ↗官网开放每夜构建(nightly builds)下载,供希望使用最新开发进展的用户获取。
官方说明 ↗公开提供 FDS Validation Guide 中引用实验数据集的系列验证测试报告,供使用者核对模型表现。
社区整理出图形用户界面及各类前处理、后处理工具清单,同时列出 FDS 与 Smokeview 的培训来源。
公开 FDS 路线图与 Smokeview 路线图,说明两个工具后续能力提升的研究计划。
当你要做火灾烟气与热量传输的数值模拟、且具备 CFD 建模基础时,FDS 值得优先考虑:它由 NIST 开发,免费开源且处于公有领域,当前版本 FDS 6.11.1 配有完整指南与验证报告。当你的需求是常规流体仿真或需要开箱即用的图形界面时,要多考虑一步——FDS 专注低速火灾流动,自带界面有限,图形界面依赖社区第三方工具。需要商用授权文件时也要注意,它不受版权保护这一条对部分流程未必够用。
需要模拟烟气与热量传输并对照验证报告,FDS 由 NIST 开发、免费开源,正好匹配这类研究流程。
做建筑火灾场景的数值分析时可用,但需要具备 CFD 建模能力,图形界面要另配社区工具。
包括研究机会与资助机制,可通过研究项目加入 FDS 与 Smokeview 的开发工作。
FDS+Evac 自 FDS 6.7.8 起已停止支持,最后可用版本停留在 FDS 6.7.7,需另寻替代方案。
不需要。FDS 和 Smokeview 是 NIST 提供的免费开源软件工具,依据美国法典第 17 编第 105 条不受版权保护,处于公有领域,官网另有完整的免责声明可供查阅。
手册页标明的当前发布版本是 FDS 6.11.1 与 SMV 6.11.2,两者是配套使用的计算与可视化程序。此外官网还开放每夜构建版本供获取最新开发进展。
Smokeview(简称 SMV)是一个可视化程序,用来显示 FDS 和 CFAST 模拟的输出结果,相当于把计算结果转成可观察的图形,方便检查模拟是否合理。
原有的疏散模块 FDS+Evac 已停止支持,自 FDS 6.7.8 起不再维护,最后可用版本是 FDS 6.7.7。该模块由芬兰 VTT 开发维护,相关文档与验证资料需前往其专属网站查看。
手册页提供 FDS 用户指南、技术参考指南、验证指南、确认指南以及 SMV 的用户指南、技术参考指南和验证指南。此外第三方工具与培训页面还列出了社区提供的培训来源。
设有研究机会栏目,列出与 FDS 和 Smokeview 开发团队合作的研究机会及可能的资助机制,研究人员可据此申请加入。
| 工具 | 编辑评分 | 价格 | 核心功能 | 平台 |
|---|---|---|---|---|
| Fds本工具 | 4.2 | 免费开源,处于公有领域 | 火灾大涡模拟;结果可视化;官方文档体系;每夜构建版本 | Web |
| Palobos | — | 开源免费,采用 AGPLv3 许可 | 基于 LBM 方法的计算流体软件,主要用于流体模拟 | Web / API |
| Elmer | — | 未标价 | 开发的多物理场模拟软件,可进行基于有限元方法的流体力学、结构力学、声学、热力学模拟 | — |
| OpenLB | — | 未标价 | 一个 c++库,实现了晶格玻尔兹曼模拟这一应用广泛的计算流体动力学问题 | — |
| CAST3M | — | 未标价 | 一款用于结构分析的有限元软件,适合固体、流体、传热等多领域问题,集成了前后处理和求解器 | — |
| OpenFOAM | — | 完全免费,GPL v3 开源许可 | 一个针对不同的的流动编写不同的 C++程序集合 | Linux / Windows / macOS |