火災(zāi)與逃生模擬仿真：PyroSim+Pathfinder 中文教程與工程應(yīng)用

第一篇  PyroSim火災(zāi)仿真與案例
第1章
Pyrosim程序概況
1.1  PyroSim軟件介紹 / 2
1.2  PyroSim入門介紹 / 3
1.2.1  介紹 / 3
1.2.2  PyroSim安裝 / 3
1.2.3  PyroSim購買 / 4
1.2.4  軟件產(chǎn)品登記 / 4
1.2.5  安裝網(wǎng)絡(luò)版許可證 / 5
1.2.6  服務(wù)器配置 / 6
1.3  PyroSim啟動(dòng)與退出 / 7
1.3.1  啟動(dòng)PyroSim程序 / 7
1.3.2  退出PyroSim程序 / 8
1.3.3  PyroSim程序組織體系與界面系統(tǒng)構(gòu)成 / 8
1.4  PyroSim常用菜單與對話框操作指南 / 9
1.4.1  公用菜單用法 / 9
1.4.2  快捷功能圖標(biāo)按鈕用法 / 9
1.4.3  圖形操作按鈕用法 / 10
1.4.4  圖形顯示操作按鈕用法 / 11
1.4.5  對話框執(zhí)行按鈕用法 / 11
1.5  PyroSim文件系統(tǒng)和文件操作 / 11
1.5.1  PyroSim文件類型 / 11
1.5.2  建立一個(gè)新的PyroSim模型 / 12
1.5.3  保存文件 / 12
1.5.4  打開文件 / 12
1.5.5  防止更改模型 / 13
1.5.6  讀入文件 / 13
1.5.7  寫出文件 / 15
1.6  PyroSim基礎(chǔ) / 15
1.6.1  PyroSim界面 / 15
1.6.2  導(dǎo)航視圖 / 16
1.6.3  3D視圖 / 16
1.6.4  2D視圖 / 18
1.6.5  截圖 / 18
1.6.6  首選項(xiàng) / 18
1.6.7  單位 / 18
1.6.8  配色方案 / 19
1.6.9  View菜單 / 20
第2章
PyroSim標(biāo)準(zhǔn)求解和分析方案制訂
2.1  PyroSim程序模型建立的基本步驟 / 21
2.2  PyroSim標(biāo)準(zhǔn)求解過程實(shí)例演示 / 22
2.2.1  創(chuàng)建網(wǎng)格 / 23
2.2.2  創(chuàng)建燃燒器表面 / 23
2.2.3  創(chuàng)建燃燒器 / 24
2.2.4  創(chuàng)建頂部通風(fēng)口 / 25
2.2.5  添加一個(gè)熱電偶 / 25
2.2.6  添加溫度切片平面 / 25
2.2.7  為更好地查看而旋轉(zhuǎn)模型 / 25
2.2.8  保存模型 / 26
2.2.9  仿真運(yùn)行 / 26
2.2.10  3D煙霧 / 26
2.2.11  查看溫度切面 / 27
2.2.12  觀看繪制的時(shí)間歷史結(jié)果圖 / 28
2.2.13  利用命令流文件實(shí)現(xiàn)FDS解算 / 28
2.2.14  PyroSim求解過程的幾點(diǎn)說明 / 29
2.3  制訂PyroSim分析方案 / 29
2.3.1  影響制訂分析方案的因素 / 30
2.3.2  管理數(shù)據(jù)庫 / 30
2.3.3  使用組來組織一個(gè)模型 / 33
第3章
創(chuàng)建幾何模型
3.1  建模造型簡介 / 34
3.2  坐標(biāo)系 / 34
3.3  創(chuàng)建樓層 / 34
3.3.1  通過樓層來組織建筑模型 / 35
3.3.2  添加地板背景圖像 / 36
3.4  3D視圖創(chuàng)建幾何模型 / 36
3.4.1  創(chuàng)建障礙物（Obstruction） / 37
3.4.2  創(chuàng)建孔洞（Hole） / 38
3.4.3  創(chuàng)建通風(fēng)口（Vent） / 39
3.4.4  創(chuàng)建板塊（Slab） / 40
3.4.5  創(chuàng)建粒子云（Particle Cloud） / 41
3.5  2D視圖創(chuàng)建幾何模型 / 42
3.5.1  繪制障礙物和孔洞 / 42
3.5.2  繪制墻壁和墻孔 / 43
3.5.3  繪制塊和塊孔 / 44
3.5.4  繪制房間 / 44
3.5.5  繪制通風(fēng)口 / 44
3.5.6  繪制粒子云 / 45
3.6  創(chuàng)建復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu) / 46
3.6.1  創(chuàng)建彎曲的墻壁 / 46
3.6.2  桁梁和屋頂 / 48
3.6.3  樓梯 / 49
3.7  幾何對象的工作 / 50
3.7.1  選擇（Selection） / 50
3.7.2  快捷菜單（Context Menus） / 51
3.7.3  撤銷/重做（Undo/Redo） / 51
3.7.4  復(fù)制/粘貼Copy/Paste / 52
3.7.5  雙擊編輯（Double-Click to Edit） / 52
3.7.6  調(diào)整對象尺寸（Resize an Object） / 52
3.7.7  2D視圖下轉(zhuǎn)換/拖動(dòng)對象（Translating /Dragging Objects in 2D View） / 52
3.7.8  2D視圖下旋轉(zhuǎn)物體（Rotating Objects in 2D View） / 53
3.7.9  轉(zhuǎn)化（Translate）對話框 / 53
3.7.10  鏡像（Mirror）對話框 / 54
3.7.11  縮放（Scale）對話框 / 54
3.7.12  旋轉(zhuǎn)（Rotate）對話框 / 54
3.7.13  僅展示選擇的對象 / 55
第4章
創(chuàng)建火災(zāi)監(jiān)測設(shè)備
4.1  激活事件 / 56
4.1.1  激活控制介紹 / 56
4.1.2  創(chuàng)建激活控制 / 57
4.2  吸氣監(jiān)測系統(tǒng) / 59
4.2.1  吸氣取樣設(shè)備 / 59
4.2.2  吸氣監(jiān)測系統(tǒng) / 59
4.3  氣相和固相設(shè)備 / 60
4.3.1  氣相監(jiān)測設(shè)備 / 60
4.3.2  固相監(jiān)測設(shè)備 / 62
4.4  熱電偶 / 63
4.4.1  熱電偶工作原理 / 63
4.4.2  創(chuàng)建熱電偶 / 64
4.5  流量測量設(shè)備 / 65
4.6  熱釋放速率監(jiān)測設(shè)備 / 65
4.6.1  熱釋放速率 / 65
4.6.2  創(chuàng)建熱釋放速率監(jiān)測設(shè)備 / 66
4.7  層分區(qū)設(shè)備 / 66
4.8  路徑遮蔽（光束）探測設(shè)備 / 67
4.9  電纜故障監(jiān)測設(shè)備 / 68
4.10 感溫探測設(shè)備 / 69
4.10.1  感溫探測器模型 / 69
4.10.2  創(chuàng)建感溫探測設(shè)備 / 69
4.11 感煙探測設(shè)備 / 70
4.11.1  感煙探測設(shè)備介紹 / 70
4.11.2  感煙探測器模型 / 71
4.11.3  創(chuàng)建感煙探測設(shè)備 / 72
4.12 自動(dòng)噴水滅火設(shè)備 / 73
4.12.1  自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)介紹 / 73
4.12.2  創(chuàng)建噴頭連接模型 / 74
4.12.3  創(chuàng)建噴頭連接 / 75
4.12.4  創(chuàng)建噴霧模型 / 76
4.12.5  創(chuàng)建干燥管 / 77
4.12.6  創(chuàng)建自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) / 77
4.13 噴嘴 / 78
第5章
創(chuàng)建PyroSim火災(zāi)模型
5.1  網(wǎng)格 / 80
5.1.1  網(wǎng)格對話框 / 80
5.1.2  立方體網(wǎng)格 / 81
5.1.3  非立方體網(wǎng)格 / 82
5.1.4  使用多重網(wǎng)格 / 83
5.1.5  2D視圖畫網(wǎng)格 / 85
5.2  反應(yīng) / 85
5.2.1  導(dǎo)入反應(yīng) / 85
5.2.2  新建反應(yīng)對話框 / 87
5.2.3  新建反應(yīng) / 89
5.3  材料 / 91
5.3.1  導(dǎo)入材料 / 92
5.3.2  材質(zhì)編輯對話框 / 93
5.3.3  新建固體材質(zhì) / 96
5.3.4  新建液體燃料 / 97
5.4  額外物質(zhì)和粒子 / 97
5.4.1  額外物質(zhì) / 97
5.4.2  粒子 / 98
5.4.3  自定義煙霧 / 102
5.5  表面 / 102
5.5.1  表面編輯對話框 / 102
5.5.2  內(nèi)置表面 / 103
5.5.3  表面類型 / 103
5.5.4  在表面增加紋理 / 109
5.6  創(chuàng)建構(gòu)筑物和通風(fēng)口 / 110
5.6.1  創(chuàng)建水泥桌凳 / 110
5.6.2  創(chuàng)建門窗 / 111
5.6.3  創(chuàng)建頂部通風(fēng)口和火源 / 111
5.7  創(chuàng)建探測設(shè)備 / 112
5.7.1  創(chuàng)建一個(gè)熱電偶 / 112
5.7.2  創(chuàng)建煙霧探測器 / 112
5.7.3  創(chuàng)建自動(dòng)噴淋設(shè)備 / 113
5.8  輸出控制 / 113
5.8.1  實(shí)體輪廓 / 113
5.8.2  切片 / 113
5.8.3  邊界數(shù)量 / 114
5.8.4  等值面 / 115
5.8.5  繪制3D數(shù)據(jù) / 115
5.8.6  數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) / 116
5.9  模型保存 / 117
第6章
創(chuàng)建FDS + EVAC逃生模型
6.1  FDS + EVAC介紹 / 118
6.1.1  FDS + EVAC特點(diǎn)介紹 / 118
6.1.2  建模注意事項(xiàng) / 120
6.1.3  使用疏散模型的簡要步驟 / 121
6.2  創(chuàng)建疏散網(wǎng)格 / 121
6.3  導(dǎo)入反應(yīng)和材料 / 122
6.4  創(chuàng)建表面 / 123
6.5  創(chuàng)建構(gòu)筑物 / 123
6.5.1  創(chuàng)建障礙物 / 123
6.5.2  創(chuàng)建通風(fēng)口 / 123
6.5.3  創(chuàng)建孔洞 / 123
6.6  FDS+ EVAC菜單 / 123
6.6.1  人員參數(shù)（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  門（Doors） / 129
6.6.7  走廊（Corridors） / 131
6.6.8  斜坡/樓梯（Incline/Stairs） / 132
第7章
運(yùn)行求解
7.1  仿真參數(shù)（Simulation Parameter） / 134
7.2  模擬運(yùn)行（Run FDS） / 137
7.3  并行執(zhí)行（Run Parallel FDS） / 138
7.4  恢復(fù)一個(gè)模擬 / 138
第8章
結(jié)果后處理
8.1  Smokeview查看3D結(jié)果 / 139
8.1.1  Smokeview軟件介紹 / 139
8.1.2  Smokeview軟件原理 / 140
8.1.3  Smokeview功能介紹 / 141
8.2  Smokeview菜單選項(xiàng) / 142
8.2.1  Smokeview主菜單 / 143
8.2.2  載入/卸載（Load/Unload） / 143
8.2.3  顯示/隱藏（Show/Hide） / 144
8.2.4  選項(xiàng)（Options） / 147
8.2.5  對話框（Dialogs） / 149
8.3  繪制時(shí)間歷程結(jié)果 / 149
8.3.1  時(shí)間歷史結(jié)果設(shè)置 / 150
8.3.2  時(shí)間歷史結(jié)果查看 / 150
第9章
PyroSim仿真綜合練習(xí)
9.1  房間火災(zāi)模型實(shí)例練習(xí) / 152
9.1.1  輸入反應(yīng)和材料數(shù)據(jù) / 153
9.1.2  創(chuàng)建網(wǎng)格 / 153
9.1.3  指定燃燒參數(shù) / 154
9.1.4  創(chuàng)建表面 / 155
9.1.5  打造家具（障礙物） / 156
9.1.6  墻 / 160
9.1.7  使用通風(fēng)口定義火源和樓層 / 161
9.1.8  添加一個(gè)開放的邊界 / 162
9.1.9  在墻上懸掛圖片 / 162
9.1.10  創(chuàng)建熱電偶記錄 / 163
9.1.11  創(chuàng)建片繪制3D效果記錄 / 163
9.1.12  創(chuàng)建邊界記錄 / 163
9.1.13  指定模擬屬性 / 163
9.1.14  保存并運(yùn)行 / 164
9.1.15  Smokeview查看結(jié)果 / 164
9.1.16  查看時(shí)間歷史結(jié)果 / 165
9.2  空氣流動(dòng)實(shí)例練習(xí) / 165
9.2.1  創(chuàng)建網(wǎng)格 / 166
9.2.2  創(chuàng)建進(jìn)氣表面 / 166
9.2.3  創(chuàng)建微粒釋放 / 167
9.2.4  創(chuàng)建通風(fēng)口 / 167
9.2.5  創(chuàng)建開放（排氣）通風(fēng)口 / 167
9.2.6  創(chuàng)建切片記錄 / 168
9.2.7  指定模擬屬性 / 168
9.2.8  保存模型 / 169
9.2.9  運(yùn)行仿真 / 169
9.2.10  查看粒子運(yùn)動(dòng) / 169
9.2.11  查看切片數(shù)據(jù) / 170
9.3  房間煙氣測量實(shí)例練習(xí) / 171
9.3.1  創(chuàng)建火源表面 / 171
9.3.2  創(chuàng)建火源通風(fēng)口 / 172
9.3.3  創(chuàng)建開放邊界通風(fēng)口 / 173
9.3.4  創(chuàng)建網(wǎng)格（Mesh） / 173
9.3.5  增加墻 / 174
9.3.6  增加門（Door） / 175
9.3.7  旋轉(zhuǎn)模型得到更好的視角 / 175
9.3.8  增加層區(qū)探測設(shè)備 / 176
9.3.9  增加流量測量設(shè)備 / 176
9.3.10  設(shè)定模擬時(shí)間 / 176
9.3.11  保存模型 / 176
9.3.12  開始模型 / 176
9.3.13  View Smoke in 3D / 176
9.3.14  查看時(shí)間歷史數(shù)據(jù) / 178
9.4  電器開關(guān)火災(zāi)模型實(shí)例練習(xí) / 179
9.4.1  計(jì)算網(wǎng)格 / 181
9.4.2  材料特性 / 182
9.4.3  保存模型 / 184
9.4.4  表面性質(zhì) / 184
9.4.5  幾何模型 / 186
9.4.6  后處理控制 / 199
9.4.7  仿真參數(shù) / 200
9.4.8  運(yùn)行分析 / 200
9.4.9  查看結(jié)果 / 201
9.5  單個(gè)房間的EVAC實(shí)例練習(xí) / 203
9.5.1  啟用 FDS+EVAC / 203
9.5.2  創(chuàng)建網(wǎng) / 203
9.5.3  創(chuàng)建一個(gè)出口 / 204
9.5.4  添加人員 / 205
9.5.5  指定模擬屬性 / 205
9.5.6  保存模型 / 206
9.5.7  運(yùn)行分析 / 206
9.5.8  查看結(jié)果 / 206
9.6  單房間FDS+ EVAC實(shí)例練習(xí) / 207
9.6.1  導(dǎo)入反應(yīng)和材料 / 207
9.6.2  創(chuàng)建網(wǎng)格 / 208
9.6.3  用石膏創(chuàng)建墻面 / 209
9.6.4  創(chuàng)建燃燒表面 / 209
9.6.5  創(chuàng)建流場表面 / 209
9.6.6  創(chuàng)建墻 / 210
9.6.7  創(chuàng)建走廊墻壁 / 210
9.6.8  創(chuàng)建燃燒用的障礙物 / 211
9.6.9  創(chuàng)建門洞 / 211
9.6.10  創(chuàng)建火災(zāi)用通風(fēng)口 / 211
9.6.11  創(chuàng)建火源 / 212
9.6.12  創(chuàng)建疏散流場 / 212
9.6.13  創(chuàng)建疏散出口 / 212
9.6.14  設(shè)置人員參數(shù) / 213
9.6.15  添加人員 / 213
9.6.16  設(shè)置疏散孔洞 / 213
9.6.17  創(chuàng)建切片 / 214
9.6.18  邊界輸出量 / 214
9.6.19  指定模擬參數(shù) / 214
9.6.20  保存并運(yùn)行 / 214
9.6.21  Smokeview查看結(jié)果 / 214
9.6.22  查看時(shí)間歷史結(jié)果 / 216
第二篇  Pathfinder中文教程與案例分析
第10章
Pathfinder功能概述
10.1  圖形用戶界面 / 218
10.2  模型展現(xiàn) / 220
10.3  模擬方式 / 220
10.4  局限性及存在的問題 / 221
10.5  模擬器的名字 / 221
第11章
Pathfinder程序基礎(chǔ)
11.1  導(dǎo)航視圖 / 222
11.2  3D和2D視圖 / 223
11.2.1  3D導(dǎo)航視圖 / 224
11.2.2  2D導(dǎo)航視圖 / 224
11.2.3  重置視圖 / 224
11.2.4  在3D和2D視圖中繪圖 / 224
11.3  視圖選項(xiàng) / 225
11.3.1  渲染選項(xiàng) / 225
11.3.2  人員顯示 / 225
11.3.3  房間著色 / 225
11.3.4  房間透明 / 226
11.4 群體模型組織 / 226
11.4.1  創(chuàng)建次群組 / 226
11.4.2  改變組 / 226

第12章
創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)空間
12.1  樓層 / 227
12.1.1  自動(dòng)創(chuàng)建樓層 / 227
12.1.2  手動(dòng)創(chuàng)建樓層 / 229
12.1.3  改變活動(dòng)樓層 / 229
12.1.4  顯示所有樓層 / 229
12.1.5  編輯樓層 / 229
12.2  房間 / 230
12.2.1  添加新房間 / 230
12.2.2  添加房間的薄墻 / 231
12.2.3  分割房間 / 231
12.2.4  分離和合并的房間 / 232
12.3  障礙物/洞 / 233
12.3.1  任意形狀的障礙物（書桌、餐桌等） / 233
12.3.2  墻 / 234
12.4  門 / 235
12.4.1  薄門 / 235
12.4.2  厚門 / 236
12.5  樓梯 / 236
12.5.1  兩條邊的樓梯 / 237
12.5.2  從一條邊延伸的樓梯 / 238
12.6  坡道 / 239
12.7  電梯 / 239
12.7.1  創(chuàng)建電梯 / 240
12.7.2  電梯表示法 / 241
12.7.3  編輯電梯 / 242
12.7.4  連接/非連接樓層 / 242
12.8  出口 / 243
12.9  導(dǎo)入文件 / 243
12.9.1  導(dǎo)入圖像 / 243
12.9.2  導(dǎo)入DXF文件 / 244
12.9.3  導(dǎo)入PyroSim和FDS文件 / 245
12.10  使用導(dǎo)入的數(shù)據(jù) / 245
12.10.1  使用圖像 / 245
12.10.2  使用3D的DXF、PyroSim和FDS文件 / 246
12.10.3  使用2D的DXF數(shù)據(jù) / 246
12.10.4  創(chuàng)建丟失的部分 / 247
第13章
創(chuàng)建群體
13.1  扼要描述 / 249
13.2  行為 / 251
13.2.1  創(chuàng)建新行為 / 251
13.2.2  添加動(dòng)作 / 252
13.2.3  去航點(diǎn)的動(dòng)作 / 252
13.2.4  去房間的動(dòng)作 / 252
13.2.5  通過電梯逃生的動(dòng)作 / 253
13.2.6  等待動(dòng)作 / 253
13.3  添加群體 / 254
13.3.1  創(chuàng)建個(gè)體 / 254
13.3.2  創(chuàng)建群體 / 254
13.3.3  放置在房間內(nèi) / 255
13.4  重新分布描述和行為 / 256
第14章
編輯和復(fù)制對象
14.1  改變和復(fù)制對象 / 257
14.1.1  移動(dòng) / 257
14.1.2  旋轉(zhuǎn) / 258
14.1.3  鏡像 / 260
14.2  用控制點(diǎn)來操作對象 / 260
14.2.1  選擇和取消的控制點(diǎn) / 261
14.2.2  編輯控制點(diǎn) / 261
14.2.3  房間控制點(diǎn) / 261
14.2.4  薄門控制點(diǎn) / 261
14.2.5  厚門控制點(diǎn) / 262
14.2.6  臺階和斜坡控制點(diǎn) / 262
14.2.7  群體控制點(diǎn) / 262
14.2.8  航點(diǎn)控制點(diǎn) / 263
第15章
模型分析
15.1  測量距離 / 264
15.2  檢查連通 / 264
15.3  檢查正在使用的對象 / 266
第16章
模擬
16.1  參數(shù) / 267
16.2  仿真的啟動(dòng)和管理 / 269
16.3  仿真的暫停和開始 / 270
16.4  被困群體 / 270
第17章
結(jié)果
17.1  總結(jié)報(bào)告 / 271
17.2  門的通過率 / 272
17.3  房間歷史記錄 / 273
17.4  3D結(jié)果 / 273
17.4.1  導(dǎo)航到模型任意位置 / 273
17.4.2  顯示幾何文件輸入 / 274
17.4.3  顯示群體 / 274
17.4.4  選擇群體 / 274
17.4.5  查看多樓層問題 / 274
17.4.6  動(dòng)畫回放 / 277
17.4.7  刷新結(jié)果 / 277
17.4.8  查看群體路徑 / 277
17.4.9  控制圖細(xì)節(jié)/速度 / 278
17.4.10  制作電影 / 278
第18章
宿舍公寓模型實(shí)例
18.1  創(chuàng)建房間 / 281
18.2  添加人員 / 285
18.3  設(shè)置模擬參數(shù)并模擬 / 287
18.4  查看結(jié)果 / 288