Kategoriarkiv: Fire Dynamics Simulator (FDS)

BlenderFDS – ett framtida alternativ till Pyrosim

Jag snubblade nyss över BlenderFDS – en öppen källkod till ett s.k. grafiskt användargränssnitt för FDS indata, liknande det kommersiella Pyrosim.  BlenderFDS har utvecklats av en grupp FDS-användare och kan användas för att rita upp geometrier och exportera dessa till en indatafil som FDS kan läsa. Det är också möjligt att importera CAD-filer.

Tanken bakom BlenderFDS är att användaren ska ha full kontroll över indatafilen. Därför ställs också högre krav på tekniskt kunnande. Programmet innehåller exempelvis ingen kontroll att de data och den kod du skriver är korrekt. Support sker via ett “community” och version 0.44 finns nu att ladda ner från projektets hemsida.

Ny uppdatering av FDS

NIST släppte igår en ny uppdatering av FDS v. 5.0.0. Inga större förändringar, utan diverse småfix relaterat till grundläggande termodynamik. Uppdatera programmet här.

Annars tillbringade jag tisdagen och onsdagen på BST i Norge där jag gav en fortsättningskurs i FDS med fokus på praktisk användning i samband med de olika problem som ska lösas vid analytisk dimensionering. Det har gått några månader sedan jag räknade på något större projekt och det är alltid kul att få fördjupa sig i programmet när tillfälle ges.

Brandmodellering – var är vi och var ska vi?

Förra hösten på den 8:e IAFSS-konferensen höll Kevin McGrattan på NIST en presentation om “Fire Modeling: Where Are We? Where Are We Going?”. I sitt paper skriver McGrattan bland annat att det finns ett eftersläpp på c:a 10 år mellan vår empiriska förståelse för ett brandrelaterat fenomen tills dess att fenomenet kan beskrivas med en datormodell. Han skriver också att vi idag kan göra ganska säkra uppskattningar av temperatur och transport av värme och brandgaser, inom 20 % om vi är skickliga. När det gäller flamspridning, släckning, produktion av brandgaser etc. krävs en detaljeringsgrad avseende kemisk och fysikaliska processer som ännu inte finns i modellen.

image
McGrattan diskuterar också skillnad CFD-teknik mellan LES och RANS. FDS använder som bekant LES, medan andra koder som Sofie, Jasmine och SmartFire använder RANS. På NIST finns det en bestämd uppfattning att LES är den bästa tekniken som finns för att representera plymer, takstrålar och andra branddrivna flöden. NIST tror att det bara finns plats för LES i framtiden när modellerna blir mer och mer komplexa. Anledningen att RANS tappar mark är att de tidsmedelvärden som denna CFD-teknik använder inte kan modellera branddynamiken med tillräcklig precision.

PS / Läs gärna McGrattans artikel och missa inte hand finfina (och enkla) förklaring av LES på sidan 9 / DS

Pyrosim 2010

För alla er som använder Pyrosim kan jag nu tipsa om att de släppt en uppdatering för 2010. Nyheter denna gång. Med modellen följer FDS 5.4.1, men jag rekommenderar er alla att uppdatera FDS och Smokeview separat, via NIST:s hemsida, där man nyligen släppt FDS 5.4.3.

I Pyrosim 2010 finns nu integrerat stöd för FDS+EVAC, något som jag tror kan vara intressant för flera av er. Själva utrymningsmodellen har stora likheter med Simulex och jag rekommenderar er alla att lösa på i manualen innan ni börjar använda den. Var speciellt försiktig med hur branden interagerar med utrymningsförloppet.

Annars är det möjligt att köra FDS i parallell-läge med en ny mjukvara kallad OpenMP, vilken är programmerad till att använda en dators fulla kapacitet, utan att behöva dela upp griden i en mesh per kärna. Pyrosim 2010 har också förenklats en del när det gäller styrlogik och resultatbearbetning.

Välj rätt gridstorlek i FDS

Kristopher Overholt från WPI har skrivit en enkel artikel om hur man väljer rätt gridstorlek för FDS. Han har även gjort ett litet program som hjälper dig att beräkna hur du lägger upp din beräkningsdomän beroende av vilken brandstorlek du har. Välj gärna “moderate” upplösning i hans program då “coarse” är alldeles för gles…

Programmet bygger på Q* och D*, något som jag skrivit om tidigare på bloggen…

Faran med “Proof by pretty picture”

På tisdag och onsdag besöker jag norska BST för att hålla en introduktionskurs i FDS och Pyrosim. Det blir två fulla dagar med mycket föreläsning och en del praktiska övningar. Det är inte helt okomplicerat att sätta ihop en introduktionskurs. Jag tycker att det är en hel del obligatoriskt som användaren måste veta om CFD och FDS för att kunna använda modellen. Visserligen hjälper Pyrosim till en hel del med indatagenereringen, men programmet kan inte tänka åt dig. Jason Floyd på NIST, en av hjärnorna bakom FDS identifierar följande områden där användaren bör ha stor kunskap och förståelse för att få använda koden:

  • Skapa beräkningsdomänen
  • Definiera materialegenskaper
  • Definiera gränstillstånd
  • Kännedom om faran med “proof by pretty picture”

Just det där med “proof by pretty picture” tror jag vi alla har lockats av någon gång. Jag minns speciellt en av mina första beräkningar i början av 2000-talet då jag lyckades samla ett stort antal mötesdeltagare runt min bärbara dator för att med fina animeringar visa att hur brandsäker en viss lagerbyggnad var. Att jag sedan hade otillräcklig representation av flamman eller alldeles för stora celler spelade ingen roll. Som tur är var det länge sedan…

Snart dags för FDS6

NIST har fortsatt utveckla FDS och inom en hyfsad snar framtid kan vi få möjlighet att uppgradera till FDS6. I övergången från FDS4 till FDS5 gjordes några rejäla förändringar, vilka ni kan läsa mer om här. Vad kan vi då förvänta oss av FDS6?

image image

Bland annat jobbas det på en ny “väggmodell” som bättre ska ta hänsyn till att plymer mot väggar. NIST jobbar också med en möjlighet att använda “inbakade” domäner, vilket skulle förenkla hur modeller byggs upp. Vidare sker en hel del utveckling av turbulensmodellen och kvalitetsparametrar relaterade till LES.

PS / Du följer väl FDS-gängets utvecklingsblogg… / DS

Varför tar det så lång tid?

Jag fick det senast numret av tidskriften “Journal of Fire Protection Engineering” i förra veckan. En av artiklarna handlar oom hur man försökt återskapa Runehamarexperimenten med hjälp av FDS. Experimenten i Runehamar utfördes i stor skala (mer än 200 MW) och en hel del värdefulla data samlades in.

Artikeln i JFE undersöker om det med hjälp av förbränningsmodellen i FDS går att ta fram en effektutveckling som stämmer överens med uppmätta värden i samband med experimenten. Artikeln visar att det faktiskt gick ganska bra och att FDS lyckades väl beräkna en effekt utifrån förbränning av plast och trä som motsvarade den uppmätta.

image

Så långt är allting bra, men nu till saken där jag tycker att skon verkligen klämmer. Simuleringarna är gjorda i FDS v. 4.0.7, som kom ut i mars 2006. I oktober 2007 kom FDS v 5.0 ut och NIST redovisade flertalet förändringar, bland annat en ny förbränningsmodell. Det är just det faktum att FDS genomgått en så pass stor förändring i samband med bytet av förbränningsmodell som får mig att ifrågasätta nyttan med att artiklar som den i det senaste numret av JFE.

Hur kan jag som användare veta att FDS 5.3.1 presterar på samma sätt som FDS 4.0.7? För visst känns det lite knasigt att det i augusti 2009, nästan två år efter att en modell genomgått en omfattande förändring publiceras resultat byggda på en modellversion som är mer än tre år gammal!

Boktips om CFD

cfd-bok

CFD betyder mycket nu för tiden. Allt för ofta blir jag besviken över att det inte är riktiga CFD som det annonseras om i tidningar utan någon slags Contract for Difference – CFD, ett “nytt” sätt att tjäna (eller förlora) pengar.

Men, för att sprida lite glädje så kan jag meddela att boken Computational Fluid Dynamics in Fire Engineering äntligen finns tillgänglig. Den skulle dykt upp förra året så först nu har vi fått vårt första referensverk när det gäller CFD för brandsimuleringar. Jobbar ni med FDS eller någon annan CFD-kod? Se då till att skaffa minst ett exemplar till kontoret. Jag köpte min på Adlibris

Kurs i FDS-simulering

image

I tisdags var jag inbjuden till Oslo för att besöka norska konsulterna COWI och hålla en kurs i FDS-simulering med fokus på kvalitet både i indata och i de resultat som beräkningsmodellen levererar. Kursens fem timmar fördelades på:

  • Allmänt om FDS, uppbyggnad och användningsområden
  • Validering av modellen, dess känslighet och begränsningar
  • Generella kvalitetsaspekter
  • Hur kan du med bra indata säkerställa god kvalitet?

Vi har behandlat hur branden ska representeras, vilka hänsyn du måste ta vid val av reaktionsparametrar, materialegenskaper mm. COWI ska känna sig stolta att de satsar en heldag på att diskutera kvalitetsaspekter i CFD-beräkningar och så här skrev en av deltagarna till mig:

“Kurset var midt i blinken, og du er en veldig flink foreleser!”