火灾与逃生模拟仿真--PyroSim+Pathfinder中文教程与工程应用.pdf

火灾与逃生模拟仿真--PyroSim+Pathfinder中文教程与工程应用.pdf
 

书籍描述

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PvroSim的使用以及工程应用实例,帮助读者全面学习和掌握PyroSim软件的应用和操作技巧。同时,书中对Phthfinder的功能与操作结合典型案例进行了详细说明。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。

目录
第一篇 PyroSim火灾仿真与案例
第1章
Pyrosim程序概况
1.1 PyroSim软件介绍 / 2
1.2 PyroSim入门介绍 / 3
1.2.1 介绍 / 3
1.2.2 PyroSim安装 / 3
1.2.3 PyroSim购买 / 4
1.2.4 软件产品登记 / 4
1.2.5 安装网络版许可证 / 5
1.2.6 服务器配置 / 6
1.3 PyroSim启动与退出 / 7
1.3.1 启动PyroSim程序 / 7
1.3.2 退出PyroSim程序 / 8
1.3.3 PyroSim程序组织体系与界面系统构成 / 8
1.4 PyroSim常用菜单与对话框操作指南 / 9
1.4.1 公用菜单用法 / 9
1.4.2 快捷功能图标按钮用法 / 9
1.4.3 图形操作按钮用法 / 10
1.4.4 图形显示操作按钮用法 / 11
1.4.5 对话框执行按钮用法 / 11
1.5 PyroSim文件系统和文件操作 / 11
1.5.1 PyroSim文件类型 / 11
1.5.2 建立一个新的PyroSim模型 / 12
1.5.3 保存文件 / 12
1.5.4 打开文件 / 12
1.5.5 防止更改模型 / 13
1.5.6 读入文件 / 13
1.5.7 写出文件 / 15
1.6 PyroSim基础 / 15
1.6.1 PyroSim界面 / 15
1.6.2 导航视图 / 16
1.6.3 3D视图 / 16
1.6.4 2D视图 / 18
1.6.5 截图 / 18
1.6.6 首选项 / 18
1.6.7 单位 / 18
1.6.8 配色方案 / 19
1.6.9 View菜单 / 20

第2章
PyroSim标准求解和分析方案制订

2.1 PyroSim程序模型建立的基本步骤 / 21
2.2 PyroSim标准求解过程实例演示 / 22
2.2.1 创建网格 / 23
2.2.2 创建燃烧器表面 / 23
2.2.3 创建燃烧器 / 24
2.2.4 创建顶部通风口 / 25
2.2.5 添加一个热电偶 / 25
2.2.6 添加温度切片平面 / 25
2.2.7 为更好地查看而旋转模型 / 25
2.2.8 保存模型 / 26
2.2.9 仿真运行 / 26
2.2.10 3D烟雾 / 26
2.2.11 查看温度切面 / 27
2.2.12 观看绘制的时间历史结果图 / 28
2.2.13 利用命令流文件实现FDS解算 / 28
2.2.14 PyroSim求解过程的几点说明 / 29
2.3 制订PyroSim分析方案 / 29
2.3.1 影响制订分析方案的因素 / 30
2.3.2 管理数据库 / 30
2.3.3 使用组来组织一个模型 / 33

第3章
创建几何模型

3.1 建模造型简介 / 34
3.2 坐标系 / 34
3.3 创建楼层 / 34
3.3.1 通过楼层来组织建筑模型 / 35
3.3.2 添加地板背景图像 / 36
3.4 3D视图创建几何模型 / 36
3.4.1 创建障碍物(Obstruction) / 37
3.4.2 创建孔洞(Hole) / 38
3.4.3 创建通风口(Vent) / 39
3.4.4 创建板块(Slab) / 40
3.4.5 创建粒子云(Particle Cloud) / 41
3.5 2D视图创建几何模型 / 42
3.5.1 绘制障碍物和孔洞 / 42
3.5.2 绘制墙壁和墙孔 / 43
3.5.3 绘制块和块孔 / 44
3.5.4 绘制房间 / 44
3.5.5 绘制通风口 / 44
3.5.6 绘制粒子云 / 45
3.6 创建复杂的几何结构 / 46
3.6.1 创建弯曲的墙壁 / 46
3.6.2 桁梁和屋顶 / 48
3.6.3 楼梯 / 49
3.7 几何对象的工作 / 50
3.7.1 选择(Selection) / 50
3.7.2 快捷菜单(Context Menus) / 51
3.7.3 撤销/重做(Undo/Redo) / 51
3.7.4 复制/粘贴Copy/Paste / 52
3.7.5 双击编辑(Double-Click to Edit) / 52
3.7.6 调整对象尺寸(Resize an Object) / 52
3.7.7 2D视图下转换/拖动对象(Translating /Dragging Objects in 2D View) / 52
3.7.8 2D视图下旋转物体(Rotating Objects in 2D View) / 53
3.7.9 转化(Translate)对话框 / 53
3.7.10 镜像(Mirror)对话框 / 54
3.7.11 缩放(Scale)对话框 / 54
3.7.12 旋转(Rotate)对话框 / 54
3.7.13 仅展示选择的对象 / 55

第4章
创建火灾监测设备

4.1 激活事件 / 56
4.1.1 激活控制介绍 / 56
4.1.2 创建激活控制 / 57
4.2 吸气监测系统 / 59
4.2.1 吸气取样设备 / 59
4.2.2 吸气监测系统 / 59
4.3 气相和固相设备 / 60
4.3.1 气相监测设备 / 60
4.3.2 固相监测设备 / 62
4.4 热电偶 / 63
4.4.1 热电偶工作原理 / 63
4.4.2 创建热电偶 / 64
4.5 流量测量设备 / 65
4.6 热释放速率监测设备 / 65
4.6.1 热释放速率 / 65
4.6.2 创建热释放速率监测设备 / 66
4.7 层分区设备 / 66
4.8 路径遮蔽(光束)探测设备 / 67
4.9 电缆故障监测设备 / 68
4.10 感温探测设备 / 69
4.10.1 感温探测器模型 / 69
4.10.2 创建感温探测设备 / 69
4.11 感烟探测设备 / 70
4.11.1 感烟探测设备介绍 / 70
4.11.2 感烟探测器模型 / 71
4.11.3 创建感烟探测设备 / 72
4.12 自动喷水灭火设备 / 73
4.12.1 自动喷水灭火系统介绍 / 73
4.12.2 创建喷头连接模型 / 74
4.12.3 创建喷头连接 / 75
4.12.4 创建喷雾模型 / 76
4.12.5 创建干燥管 / 77
4.12.6 创建自动喷水灭火系统 / 77
4.13 喷嘴 / 78

第5章
创建PyroSim火灾模型

5.1 网格 / 80
5.1.1 网格对话框 / 80
5.1.2 立方体网格 / 81
5.1.3 非立方体网格 / 82
5.1.4 使用多重网格 / 83
5.1.5 2D视图画网格 / 85
5.2 反应 / 85
5.2.1 导入反应 / 85
5.2.2 新建反应对话框 / 87
5.2.3 新建反应 / 89
5.3 材料 / 91
5.3.1 导入材料 / 92
5.3.2 材质编辑对话框 / 93
5.3.3 新建固体材质 / 96
5.3.4 新建液体燃料 / 97
5.4 额外物质和粒子 / 97
5.4.1 额外物质 / 97
5.4.2 粒子 / 98
5.4.3 自定义烟雾 / 102
5.5 表面 / 102
5.5.1 表面编辑对话框 / 102
5.5.2 内置表面 / 103
5.5.3 表面类型 / 103
5.5.4 在表面增加纹理 / 109
5.6 创建构筑物和通风口 / 110
5.6.1 创建水泥桌凳 / 110
5.6.2 创建门窗 / 111
5.6.3 创建顶部通风口和火源 / 111
5.7 创建探测设备 / 112
5.7.1 创建一个热电偶 / 112
5.7.2 创建烟雾探测器 / 112
5.7.3 创建自动喷淋设备 / 113
5.8 输出控制 / 113
5.8.1 实体轮廓 / 113
5.8.2 切片 / 113
5.8.3 边界数量 / 114
5.8.4 等值面 / 115
5.8.5 绘制3D数据 / 115
5.8.6 数据统计 / 116
5.9 模型保存 / 117

第6章
创建FDS + EVAC逃生模型

6.1 FDS + EVAC介绍 / 118
6.1.1 FDS + EVAC特点介绍 / 118
6.1.2 建模注意事项 / 120
6.1.3 使用疏散模型的简要步骤 / 121
6.2 创建疏散网格 / 121
6.3 导入反应和材料 / 122
6.4 创建表面 / 123
6.5 创建构筑物 / 123
6.5.1 创建障碍物 / 123
6.5.2 创建通风口 / 123
6.5.3 创建孔洞 / 123
6.6 FDS+ EVAC菜单 / 123
6.6.1 人员参数(Person Types) / 124
6.6.2 初始位置(Initial Positions) / 126
6.6.3 疏散孔洞(Evac Holes) / 126
6.6.4 出口(Exits) / 127
6.6.5 入口(Entrances) / 128
6.6.6 门(Doors) / 129
6.6.7 走廊(Corridors) / 131
6.6.8 斜坡/楼梯(Incline/Stairs) / 132

第7章
运行求解

7.1 仿真参数(Simulation Parameter) / 134
7.2 模拟运行(Run FDS) / 137
7.3 并行执行(Run Parallel FDS) / 138
7.4 恢复一个模拟 / 138

第8章
结果后处理

8.1 Smokeview查看3D结果 / 139
8.1.1 Smokeview软件介绍 / 139
8.1.2 Smokeview软件原理 / 140
8.1.3 Smokeview功能介绍 / 141
8.2 Smokeview菜单选项 / 142
8.2.1 Smokeview主菜单 / 143
8.2.2 载入/卸载(Load/Unload) / 143
8.2.3 显示/隐藏(Show/Hide) / 144
8.2.4 选项(Options) / 147
8.2.5 对话框(Dialogs) / 149
8.3 绘制时间历程结果 / 149
8.3.1 时间历史结果设置 / 150
8.3.2 时间历史结果查看 / 150

第9章
PyroSim仿真综合练习

9.1 房间火灾模型实例练习 / 152
9.1.1 输入反应和材料数据 / 153
9.1.2 创建网格 / 153
9.1.3 指定燃烧参数 / 154
9.1.4 创建表面 / 155
9.1.5 打造家具(障碍物) / 156
9.1.6 墙 / 160
9.1.7 使用通风口定义火源和楼层 / 161
9.1.8 添加一个开放的边界 / 162
9.1.9 在墙上悬挂图片 / 162
9.1.10 创建热电偶记录 / 163
9.1.11 创建片绘制3D效果记录 / 163
9.1.12 创建边界记录 / 163
9.1.13 指定模拟属性 / 163
9.1.14 保存并运行 / 164
9.1.15 Smokeview查看结果 / 164
9.1.16 查看时间历史结果 / 165
9.2 空气流动实例练习 / 165
9.2.1 创建网格 / 166
9.2.2 创建进气表面 / 166
9.2.3 创建微粒释放 / 167
9.2.4 创建通风口 / 167
9.2.5 创建开放(排气)通风口 / 167
9.2.6 创建切片记录 / 168
9.2.7 指定模拟属性 / 168
9.2.8 保存模型 / 169
9.2.9 运行仿真 / 169
9.2.10 查看粒子运动 / 169
9.2.11 查看切片数据 / 170
9.3 房间烟气测量实例练习 / 171
9.3.1 创建火源表面 / 171
9.3.2 创建火源通风口 / 172
9.3.3 创建开放边界通风口 / 173
9.3.4 创建网格(Mesh) / 173
9.3.5 增加墙 / 174
9.3.6 增加门(Door) / 175
9.3.7 旋转模型得到更好的视角 / 175
9.3.8 增加层区探测设备 / 176
9.3.9 增加流量测量设备 / 176
9.3.10 设定模拟时间 / 176
9.3.11 保存模型 / 176
9.3.12 开始模型 / 176
9.3.13 View Smoke in 3D / 176
9.3.14 查看时间历史数据 / 178
9.4 电器开关火灾模型实例练习 / 179
9.4.1 计算网格 / 181
9.4.2 材料特性 / 182
9.4.3 保存模型 / 184
9.4.4 表面性质 / 184
9.4.5 几何模型 / 186
9.4.6 后处理控制 / 199
9.4.7 仿真参数 / 200
9.4.8 运行分析 / 200
9.4.9 查看结果 / 201
9.5 单个房间的EVAC实例练习 / 203
9.5.1 启用 FDS+EVAC / 203
9.5.2 创建网 / 203
9.5.3 创建一个出口 / 204
9.5.4 添加人员 / 205
9.5.5 指定模拟属性 / 205
9.5.6 保存模型 / 206
9.5.7 运行分析 / 206
9.5.8 查看结果 / 206
9.6 单房间FDS+ EVAC实例练习 / 207
9.6.1 导入反应和材料 / 207
9.6.2 创建网格 / 208
9.6.3 用石膏创建墙面 / 209
9.6.4 创建燃烧表面 / 209
9.6.5 创建流场表面 / 209
9.6.6 创建墙 / 210
9.6.7 创建走廊墙壁 / 210
9.6.8 创建燃烧用的障碍物 / 211
9.6.9 创建门洞 / 211
9.6.10 创建火灾用通风口 / 211
9.6.11 创建火源 / 212
9.6.12 创建疏散流场 / 212
9.6.13 创建疏散出口 / 212
9.6.14 设置人员参数 / 213
9.6.15 添加人员 / 213
9.6.16 设置疏散孔洞 / 213
9.6.17 创建切片 / 214
9.6.18 边界输出量 / 214
9.6.19 指定模拟参数 / 214
9.6.20 保存并运行 / 214
9.6.21 Smokeview查看结果 / 214
9.6.22 查看时间历史结果 / 216
第二篇 Pathfinder中文教程与案例分析

第10章
Pathfinder功能概述

10.1 图形用户界面 / 218
10.2 模型展现 / 220
10.3 模拟方式 / 220
10.4 局限性及存在的问题 / 221
10.5 模拟器的名字 / 221

第11章
Pathfinder程序基础

11.1 导航视图 / 222
11.2 3D和2D视图 / 223
11.2.1 3D导航视图 / 224
11.2.2 2D导航视图 / 224
11.2.3 重置视图 / 224
11.2.4 在3D和2D视图中绘图 / 224
11.3 视图选项 / 225
11.3.1 渲染选项 / 225
11.3.2 人员显示 / 225
11.3.3 房间着色 / 225
11.3.4 房间透明 / 226
11.4 群体模型组织 / 226
11.4.1 创建次群组 / 226
11.4.2 改变组 / 226


第12章
创建运动空间

12.1 楼层 / 227
12.1.1 自动创建楼层 / 227
12.1.2 手动创建楼层 / 229
12.1.3 改变活动楼层 / 229
12.1.4 显示所有楼层 / 229
12.1.5 编辑楼层 / 229
12.2 房间 / 230
12.2.1 添加新房间 / 230
12.2.2 添加房间的薄墙 / 231
12.2.3 分割房间 / 231
12.2.4 分离和合并的房间 / 232
12.3 障碍物/洞 / 233
12.3.1 任意形状的障碍物(书桌、餐桌等) / 233
12.3.2 墙 / 234
12.4 门 / 235
12.4.1 薄门 / 235
12.4.2 厚门 / 236
12.5 楼梯 / 236
12.5.1 两条边的楼梯 / 237
12.5.2 从一条边延伸的楼梯 / 238
12.6 坡道 / 239
12.7 电梯 / 239
12.7.1 创建电梯 / 240
12.7.2 电梯表示法 / 241
12.7.3 编辑电梯 / 242
12.7.4 连接/非连接楼层 / 242
12.8 出口 / 243
12.9 导入文件 / 243
12.9.1 导入图像 / 243
12.9.2 导入DXF文件 / 244
12.9.3 导入PyroSim和FDS文件 / 245
12.10 使用导入的数据 / 245
12.10.1 使用图像 / 245
12.10.2 使用3D的DXF、PyroSim和FDS文件 / 246
12.10.3 使用2D的DXF数据 / 246
12.10.4 创建丢失的部分 / 247

第13章
创建群体

13.1 扼要描述 / 249
13.2 行为 / 251
13.2.1 创建新行为 / 251
13.2.2 添加动作 / 252
13.2.3 去航点的动作 / 252
13.2.4 去房间的动作 / 252
13.2.5 通过电梯逃生的动作 / 253
13.2.6 等待动作 / 253
13.3 添加群体 / 254
13.3.1 创建个体 / 254
13.3.2 创建群体 / 254
13.3.3 放置在房间内 / 255
13.4 重新分布描述和行为 / 256

第14章
编辑和复制对象

14.1 改变和复制对象 / 257
14.1.1 移动 / 257
14.1.2 旋转 / 258
14.1.3 镜像 / 260
14.2 用控制点来操作对象 / 260
14.2.1 选择和取消的控制点 / 261
14.2.2 编辑控制点 / 261
14.2.3 房间控制点 / 261
14.2.4 薄门控制点 / 261
14.2.5 厚门控制点 / 262
14.2.6 台阶和斜坡控制点 / 262
14.2.7 群体控制点 / 262
14.2.8 航点控制点 / 263

第15章
模型分析

15.1 测量距离 / 264
15.2 检查连通 / 264
15.3 检查正在使用的对象 / 266

第16章
模拟

16.1 参数 / 267
16.2 仿真的启动和管理 / 269
16.3 仿真的暂停和开始 / 270
16.4 被困群体 / 270

第17章
结果

17.1 总结报告 / 271
17.2 门的通过率 / 272
17.3 房间历史记录 / 273
17.4 3D结果 / 273
17.4.1 导航到模型任意位置 / 273
17.4.2 显示几何文件输入 / 274
17.4.3 显示群体 / 274
17.4.4 选择群体 / 274
17.4.5 查看多楼层问题 / 274
17.4.6 动画回放 / 277
17.4.7 刷新结果 / 277
17.4.8 查看群体路径 / 277
17.4.9 控制图细节/速度 / 278
17.4.10 制作电影 / 278

第18章
宿舍公寓模型实例

18.1 创建房间 / 281
18.2 添加人员 / 285
18.3 设置模拟参数并模拟 / 287
18.4 查看结果 / 288

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