在煙氣流動模擬分析軟件中創建多個網格

在煙氣流動模擬分析軟件中創建多個網格

創建多個網格
術語“多個網格”是指計算域由通常連接的多個矩形網格組成，盡管這不是必需的。在每個網格中，控制方程可以根據特定網格內的流速以時間步長求解。使用多個網格的一些原因包括：
 

可以通過MPI在多個FDS流程中模擬多個網格，與在單個網格模擬中使用多個OpenMP線程相比，可以縮短模擬運行時間。

如果問題的幾何圖形具有（圖4.）所示的走廊，則使用多個網格可以顯著減少像元數量和求解時間。

由于每個網格可以具有不同的時間步長，因此該技術可以通過要求僅在必要時才更新相對較粗的網格來節省CPU時間。粗網格適合關鍵量的時間和空間梯度較小或不重要的區域。

網格可以重疊，鄰接或完全不接觸。在一種情況下，基本上執行兩個單獨的計算，而它們之間完全沒有通信。障礙物和通風口是根據整體坐標系輸入的，不需要應用于任何一個特定的網格。每個網格檢查全部幾何實體的坐標，并確定是否要包含它們。
如《 FDS用戶指南》（McGrattan et al.2019）所述，設置多重網格計算時還應遵循以下經驗法則：

網格對齊

網格對齊的重要規則是，鄰接的單元格應具有相同的橫截面積或整體比率，如“正確的網格對齊示例”中所示。
網格優先通常，應從細到粗輸入網格。FDS假定，如果兩個網格鄰接或重疊，則優先級較高的網格優先于優先級較低的網格。

網格邊界

避免將網格邊界放在預期會采取關鍵措施的地方，尤其是火災。有時無法避免從網格到網格的火勢蔓延，但是如果可能的話，請盡量保持網格接口相對沒有復雜現象，因為跨網格邊界的信息交換不如一個網格內的單元到單元交換那樣準確。

數據交換

來自其他網格的信息僅在給定網格的外部邊界處接收。這意味著完全嵌入另一個網格中的網格將在其外部邊界接收信息，但是較大的網格不會從嵌入其中的網格接收任何信息。本質上，較大的（通常是較粗的）網格正在對場景進行自己的模擬，并且不受嵌入其中的較小的（通常較細的）網格的影響。細網格中的細節，尤其是與火勢的增長和蔓延有關的細節，可能不會被粗網格吸收。在這種情況下，將詳細的射擊行為隔離在一個網格內，并將較粗的網格放置在細網格的外部邊界。然后，細網格和粗網格相互交換信息。

邊界障礙物

如果平面障礙物靠近兩個網格相鄰的位置，請確保每個網格都“看到”障礙物。如果障礙物甚至在其中一個網格之外一毫米處，則該網格可能無法解決該問題，在這種情況下，信息無法在網格之間正確傳輸。

并行計算

在并行計算中，建議全部網格中的時間步長相同。這是PyroSim和FDS 6中的默認設置，并提供了網格之間更緊密的連接。在“編輯網格”對話框上，“同步時間”步驟選擇了此選項，以實現網格之間的緊密連接復選框。

試錯
使用相對粗糙的網格單元嘗試不同的網格配置，以確保信息在網格之間正確傳輸。
有兩個值得關注的問題。
流動是否受到網格邊界的嚴重影響？如果是這樣，請嘗試將網格邊界移離活動區域。
從一個網格到另一個網格的網格大小跳躍太多了嗎？如果是這樣，請考慮是否可以忍受從細網格移動到粗網格的信息丟失。
 

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