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进阶教程 - 创建探测设备

祝融FDS教程:添加基本数据输出与探测设备设置指南

探测设备用于记录模型中特定位置的物理量,也可以模拟烟感、温感等真实设备的响应。本教程将在基础房间模型中创建温感、烟感和热电偶,并介绍如何查看设备输出。

完成本教程后,你将掌握以下操作:

  • 创建并定位温感、烟感和热电偶;
  • 为烟感选择探测器模型;
  • 重新运行包含探测设备的模拟;
  • 查看设备时间历史曲线和激活时间。

1. 开始前的准备

请先完成基础教程,并打开已经能够正常运行的 my_first_model.zr。使用 开始 > 另存为 将项目保存为 basic_data_output.zr,后续操作均在新文件中完成。

探测设备必须位于计算网格内。点式气相设备还应位于气相单元中,避免落入实体障碍物内部。

2. 创建温感

温感用于模拟热探测器的温度响应。本教程把温感放在门口附近。

  1. 打开顶部 设备 选项卡,在“探测器”组中选择 温感。
  2. 在三维视图中单击放置设备。
  3. 在左侧导航树中选择新设备,在右侧属性面板中将 ID 设置为 Doorway Temperature。
  4. 将 位置 设置为 X = 0.3 m、Y = 1 m、Z = 1.8 m。
图片 1:添加温感
图片 1:添加温感

图 1 使用“设备 > 温感”添加探测设备

图片 2:编辑温感属性
图片 2:编辑温感属性

图 2 设置 Doorway Temperature 的 ID 和位置

3. 创建烟感

烟感通过内置探测器模型计算遮光率响应和激活状态。

  1. 在 设备 选项卡的“探测器”组中选择 烟感。
  2. 在三维视图中放置设备。
  3. 在右侧属性面板中将 ID 设置为 Smoke Detector。
  4. 将 模型 选择为 Cleary 光电式 P1。
  5. 将 位置 设置为 X = 2 m、Y = 1.5 m、Z = 2 m。
图片 3:添加烟感
图片 3:添加烟感

图 3 创建 Smoke Detector 并选择 Cleary 光电式 P1

烟感属于气相探测设备,应位于网格单元的气相区域内。如果设备与墙面或顶棚重合,请稍微调整坐标后再检查。

4. 创建热电偶

热电偶输出的是热电偶珠自身温度。其温度通常接近周围气体温度,但还会受到辐射、珠径、密度、比热容和发射率等因素影响。

  1. 在 设备 选项卡的“探测器”组中选择 热电偶。
  2. 在三维视图中放置设备。
  3. 在右侧属性面板中将 ID 设置为 THCP。
  4. 将 位置 设置为 X = 2.0 m、Y = 1.0 m、Z = 2.0 m。
  5. 本教程保留珠子密度、直径、比热容和发射率的默认值。
图片 4:添加热电偶
图片 4:添加热电偶

图 4 创建并定位 THCP 热电偶

5. 运行模拟并打开曲线图

保存项目后,打开 开始 选项卡并单击 运行仿真。模拟完成后,使用同一选项卡中的 曲线图 打开设备结果。

FDS 通常会把探测设备数据写入以 _devc.csv 结尾的文件。选择本次模拟生成的设备 CSV 文件后,祝融会解析其中的时间序列并显示可选曲线。

图片 5:曲线图入口
图片 5:曲线图入口

图 5 曲线图入口

图片 6:选择探测设备 CSV 文件
图片 6:选择探测设备 CSV 文件

图 6 选择本次模拟生成的 _devc.csv 文件

6. 查看设备结果

6.1 门口温度

在曲线图中选择 Doorway Temperature,查看门口温度随时间的变化。

图片 7:门口温度时间历史曲线
图片 7:门口温度时间历史曲线

图 7 Doorway Temperature 的时间历史曲线

6.2 烟感遮光率和激活时间

选择 Smoke Detector 查看遮光率曲线。遮光率通常以 %/m 表示;当响应达到所选模型的触发条件时,烟感会激活。

图片 8:烟感遮光率曲线
图片 8:烟感遮光率曲线

图 8 Smoke Detector 的时间历史曲线

若需要核对精确激活时刻,可打开模拟目录中的 .out 文件,并查找 DEVICE Activation Times。该段会列出具有触发条件的设备及其激活时间。

图片 9:输出文件中的烟感激活时间
图片 9:输出文件中的烟感激活时间

图 9 在 .out 文件中核对 Smoke Detector 的激活时间

6.3 热电偶温度

在曲线图中选择 THCP,查看热电偶温度随时间的变化,并与气体温度或其他测点结果进行比较。

图片 10:热电偶时间历史曲线
图片 10:热电偶时间历史曲线

图 10 THCP 的时间历史曲线

7. 完成检查

  • 模型中存在 Doorway Temperature、Smoke Detector 和 THCP;
  • 三个设备都位于计算网格内,且没有落入实体内部;
  • 烟感使用 Cleary 光电式 P1 模型;
  • 重新运行后生成了设备 CSV 和 .out 文件;
  • 曲线图能够显示三个设备的时间历史数据。

8. 小结

本教程创建了三类常用探测设备,并通过曲线图和 FDS 输出文件查看了温度、遮光率及设备激活信息。后续可以继续使用其他测量设备、设定值和控制逻辑扩展模型输出。