一、简介
本教程讨论使用 FDS/PyroSim 建模喷气风扇，目标是建模停车场。它从一些有助于理解问题的背景信息开始。在准备停车场模拟时，我们先关注自由射流，将 格收敛研究的结果与中心线速度衰减的实验得出的相关性进行比较。本教程将帮助您确定 PyroSim 是否适用于您的喷气风扇应用。
FDS（NIST 开发的火灾动力学模拟器）是 PyroSim 的后端，它使用大涡模拟 (LES) 方法求解 Navier-Stokes 方程。在 LES 方法中，解析了单元尺寸尺度上的涡流，并近似了较小涡流的影响。这意味着该解决方案是暂时的，并且会在任何时候随时间变化。相比之下，雷诺平均纳维-斯托克斯 (RANS) 方法提供了单一时间平均的解决方案。
正如将要证明的那样，准确匹配来自管道的自由射流的实验数据所需的 格尺寸小于典型设计应用（例如停车场）中实际包含的 格尺寸。那么问题就变成了：“是否有方法可以让我们在设计计算中合理地模拟喷气风扇，同时仍然能够在现实的时间范围内解决问题？” 在下一节中，我们将尝试为这个问题提供一些指导。
在本节中，我们模拟具有增加 格分辨率的自由空气射流，以验证FDS解在 格细化时确实收敛到实验数据。
2. 背景和收敛性研究
2.1. 喷气扇背景
几篇论文有助于开始理解建模喷气风扇的一些问题。这远不是一个详尽的清单，但它至少为我们的讨论提供了一个起点：
两篇论文，用于地下停车场烟雾控制的脉冲通风数值研究（Lu et al. 2011）和用于地下停车场烟雾控制的脉冲通风的使用（Viegas 2010）展示了用于地下烟雾控制的通风的详细模拟停车场使用 FDS。
FDS的NIST 验证手册包括喷射风扇计算和参考与实验数据的相关性 ( McGrattan 2020 )。
显示了停车设施中的典型喷射风扇装置。制造商的宣传册，例如 FANTECH停车场脉冲通风目录，提供了应用中风扇阵列的可能布置。
自由空气射流流入没有固体边界影响流动模式的空气空间。正如 Awbi ( Awbi 2003 )所描述的，来自自由圆形射流的流动可以分为两个区域：
正如Awbi ( Awbi 2003 )所描述的，Baturin ( Baturin 1972 ) 提供了以下对实验数据的拟合：
现在
Kümmel ( Eck 2007 )提供了喷气风扇实验数据的另一种表示，并在 FDS 验证指南 ( McGrattan 2020 ) 中进行了描述。
2.2. 自由射流的 FDS 模拟
在继续模拟停车场实验之前，我们将使用不同的 格细化来模拟自由喷射。该模型由一个送风速度为 的0.25 mx0.25 m通风口组成18 m/s，类似于 Giesen 等人测试的射流风扇尺寸和性能。
图 4显示了自由射流模型。使用了五个 格，每个 格的边界为 X 长度2.5 m和高度和宽度1.25 m。在通风口附近只使用一个 孔，但在远离通风口的地方使用四个 孔，因为射流的直径随着与供气口的距离而增加。
供气口是方形的，每边长h =0.25 m并且供给速度为18 m/s。如表中所示，单元尺寸 (δx) 在 X、Y 和 Z 上相等，并且作为排气口侧尺寸的一部分而变化。
未完待续……
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