Narzędzie bezpłatne · działa w przeglądarce
Kalkulator siatki FDS
Podaj moc pożaru i wymiary domeny. Kalkulator policzy średnicę charakterystyczną pożaru D*, dobierze rozmiar komórki dla wybranej rozdzielczości D*/δx, poda liczbę komórek i potrzebną pamięć, a na końcu przygotuje gotowe linie &MESH z podziałem na procesy MPI.
Jak to liczymy
Dla pióropuszy wypornościowych miarą rozdzielczości siatki jest stosunek D*/δx, gdzie δx to rozmiar komórki, a D* to średnica charakterystyczna pożaru:
D* = ( Q / (ρ∞ · cp · T∞ · √g) )^(2/5)
przy ρ∞ = 1,204 kg/m³, cp = 1,005 kJ/(kg·K), T∞ = 293 K i g = 9,81 m/s². D*/δx to liczba komórek, które mieszczą się na średnicy charakterystycznej. W praktyce często przywołuje się zakres 4–16 (m.in. raport walidacyjny US NRC NUREG-1824): ok. 4 to siatka zgrubna, ok. 16 dokładna, a około 10 jest częstym kompromisem w projektach. NIST zastrzega jednak, że żadnej z tych wartości nie należy traktować jako uniwersalnego minimum — rozstrzyga analiza wrażliwości siatki dla konkretnego scenariusza.
Kalkulator zaokrągla δx do 5 mm (poniżej 10 cm) albo 1 cm, dobiera liczbę komórek tak, by mieściły się w domenie, i dzieli domenę wzdłuż osi x na zadaną liczbę równych siatek. Liczby J i K można dopasować do iloczynów 2, 3 i 5 — solver ciśnienia FDS używa szybkiej transformaty Fouriera w kierunkach y i z, choć według FDS User Guide zysk zwykle jest niewielki.
Na co uważać
- D*/δx to nie wszystko. To kryterium dla pióropusza. Przepływ w korytarzu, przez drzwi czy w kanale wentylacyjnym wymaga osobnej oceny — zwykle co najmniej kilku komórek na szerokości otworu.
- Gęstsza siatka przy pożarze. Nie trzeba zagęszczać całej domeny. Lepiej dodać osobną, drobniejszą siatkę wokół źródła pożaru i trzymać stosunek rozmiarów komórek na styku siatek 2:1.
- Analiza wrażliwości. Ostatecznym sprawdzianem jest porównanie wyników dla dwóch–trzech rozdzielczości. Więcej w poradniku Rozmiar komórki w FDS: D*/δx i analiza wrażliwości siatki.
- Podział na procesy. Czas obliczeń wyznacza najbardziej obciążona siatka — patrz Podział na siatki i MPI w FDS: jak przyspieszyć obliczenia.
Częste pytania
Jaką wartość D*/δx wybrać?
Do szybkiego sprawdzenia modelu wystarczy około 4. W typowych projektach oddymiania przyjmuje się zwykle 10, a przy analizie wrażliwości siatki porównuje się co najmniej dwie rozdzielczości, np. 10 i 16. Ostatecznie decyduje porównanie wyników, nie sama liczba.
Ile pamięci RAM potrzebuje model FDS?
W przybliżeniu 1–1,5 GB na milion komórek plus stały narzut na każdy proces. Kalkulator stosuje ten sam szacunek co portal fdsrun; dokładne zużycie zależy m.in. od liczby gatunków chemicznych, cząstek i wyjść.
Czy J i K muszą być iloczynami 2, 3 i 5?
Nie muszą. FDS User Guide zaleca takie liczby, bo solver ciśnienia używa w kierunkach y i z szybkiej transformaty Fouriera, ale zaznacza, że zysk jest zwykle niewielki, bo solver ciśnienia zajmuje mniej niż 10% czasu obliczeń.
Ile komórek na jedną siatkę (proces MPI)?
Rozsądny zakres to ok. 0,2–1 mln komórek na proces. Mniejsze siatki zwiększają narzut komunikacji, większe wydłużają obliczenia. Najważniejsze, żeby siatki miały podobną liczbę komórek.
FDS i Smokeview to oprogramowanie National Institute of Standards and Technology; NIST nie jest powiązany z fdsrun.