FIRE DYNAMICS SIMULATOR (FDS) OHJELMAN UUSIA OMINAISUUKSIA

Samankaltaiset tiedostot
Sähkökaapelien palomallinnuksen uusia menetelmiä ja tuloksia

Mikrokalorimetri - uusi materiaalien palamisominaisuuksien tutkimuslaite hankittu VTT:lle

Tulipalon vaikutus rakenteisiin CFD-FEM mallinnuksella

Paineenhallinta huoneistopaloissa

Liekinleviämisen nopeuden määrittäminen eri ympäristön lämpötiloissa kokeellisilla ja laskennallisilla menetelmillä

Etanoli-vesi seosten palaminen

Paineenhallinta huoneistopaloissa - tutkimushanke. Simo Hostikka Paloseminaari HILTON Kalastajatorppa, Helsinki

Rak Tulipalon dynamiikka

EU:n FIRE-RESIST-projekti: Palosimulointimenetelmät tuotekehityksen tukena

TRANSFEU kohti paloturvallisempaa junaliikennettä

Komposiittimateriaalien palomallinnus, osa B: CFD-FEA menetelmä ja sen kokeellinen validointi

Paloturvallisuustutkimus VTT:ssä. Paloklusteri Tuula Hakkarainen, erikoistutkija VTT

Palo-osastoinnin luotettavuuden laskennallinen arviointi

Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa

FIRE DYNAMICS SIMULATOR -OHJELMAN UUSIA OMINAISUUKSIA JA SOVELLUKSIA

:TEKES-hanke /04 Leijukerroksen kuplien ilmiöiden ja olosuhteiden kokeellinen ja laskennallinen tutkiminen

Huonepalon ankaruuteen vaikuttavat tekijät ja niiden huomioon ottaminen puurakenteiden palokestävyysmitoituksessa

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

TOIMINNALLINEN PALOTURVALLISUUSSUUNNITTELU

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY PÖYRY FINLAND OY, ENERGIA, MITTAUSPALVELUT

PALOTEKNINEN SUUNNITELMA TOIMINNALLINEN TARKASTELU

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY PÖYRY FINLAND OY, ENERGIA, MITTAUSPALVELUT

Palokuolemien ehkäisykeinojen arviointiohjelma pilottina tulevaisuuteen. Palotutkimuksen päivät 2011

Lämpötilan ja valssausvoiman tilastollinen mallintaminen levyvalssauksessa

EPS ETICS JULKISIVUJEN PALOTURVALLISUUS KERROSTALOISSA. Palotutkimuksen päivät 2013 Esko Mikkola Tuula Hakkarainen, VTT Anna Matala, VTT

Konvertteriprosessien ilmiöpohjainen mallinnus Tutkijaseminaari , Oulu

Turussa syttyneen kerrostalopalon simulointi

Kosteusmittausten haasteet

Sisältö. Työn lähtökohta ja tavoitteet Lyhyt kertaus prosessista Käytetyt menetelmät Työn kulku Tulokset Ongelmat ja jatkokehitys

1.3Lohkorakenne muodostetaan käyttämällä a) puolipistettä b) aaltosulkeita c) BEGIN ja END lausekkeita d) sisennystä

NiMH Laturi. Suunnittelu Olli Haikarainen

EUROOPPALAINEN METSÄPALOTUTKIMUSHANKE FIRE PARADOX

Rakennustuotteiden paloluokitus EN ja EN mitä huomioitava kokeissa

AKUSTISEN ABSORPTIOSUHTEEN MÄÄRITYS LABORATORIOSSA

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2016

Sammutuslaitteiston toiminta potilashuoneessa

I019 (EN ISO/IEC 17020) (Tyyppi A / Type A)

Fysikaaliset ja mekaaniset menetelmät kiinteille biopolttoaineille

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Makrojen mystinen maailma lyhyt oppimäärä

Jyri Outinen, Ruukki Construction Oy Teräsrakentamisen T&K päivät

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Ecophon Advantage A 20 mm

Ohjelmoinnin peruskurssi Y1

Polttopuun tehokas ja ympäristöystävällinen käyttö lämmityksessä. Pääasiallinen lähde: VTT, Alakangas

FDS-OHJELMAN KÄYTTÖ SUUREN KOHTEEN TULIPALON SIMULOINNISSA

DIARC-pintakäsittelyillä uusia ominaisuuksia tuotteisiin

Ulkomaisten julkaisu- ja viittaustietokantojen hankinta

Poistumisharjoitusten havainnointi osana FDS+Evac-ohjelman kehitystä

JOINTS FIRE ACRYL PRO+ Paloakryyli läpivienteihin ja saumoihin

Ecophon Advantage A. -tuotteet saa reunakäsiteltynä.

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

KANTAVIEN TERÄSRAKENTEIDEN OLETETTUUN PALONKEHITYKSEEN PERUSTUVA MITOITUS

JOINTS FIRE ACRYL PRO+ Paloakryyli läpivienteihin ja saumoihin

Puun paloturvallinen käyttö parvekkeissa ja räystäissä

PELASTUSAUTOON RAPORTOIVA KIINTEISTÖ PARK

Optivent ERPA Modbus q

Tekninen muovituote. Hybridimoottorin polttoaineosan valmistus. Esityksen sisältö

Ilmastonmuutos pähkinänkuoressa

1 Vrms 2 Skewness 3 Kurtosis 4 Amax 5 Amin. 11 A4xbf 12 A7xbf 13 A14xbf 14 A1xrotf 15 A2xrotf. 16 A3xrotf 17 A4xrotf 18 A1to4xrotf 19 Vrms10to100

HSC-ohje laskuharjoituksen 1 tehtävälle 2

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Määrittelyvaihe. Projektinhallinta

Puurakentamisen innovaatiomaisema. Puupäivä Riita Housh, Hannu Lehtinen, VTT

Puupohjainen Bio-SNG kaasutusteknologian kehitysnäkymiä. Gasumin kaasurahaston seminaari / Bankin auditorio / ti tutkija Ilkka Hannula VTT

BRUTTO PINTA- ALA (M 2 ) KEHYKSEN MATERIAAL I. EA-HP-1500/47-18 Super heat ALUMIINI 1, , *1680*110 59

7.3. Oheisrautaa. DS

Euromaat kehittyvät epäyhtenäisesti / Euro Countries Are Developing Unevenly

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU

Suomi 100 -tunnuksen käyttö ohjelmahankkeiden yritysyhteistyössä

Skedulerisimulaattorin implementointi fysiikkatöille ja sen matemaattinen validointi

Vakaiden isotooppien käytön periaatteet ravitsemustutkimuksessa

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Pikaopas. BiPAP Synchrony

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3. Kaasut

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10

521365S Tietoliikenteen simuloinnit ja työkalut HFSS MARKO SONKKI Sisältö:

Energian varastointi ja uudet energialähteet

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa

Metra ERW 700. Energialaskuri

Päästötön moottoripalaminen

Vart är Finlands energipolitik på väg? Mihin on Suomen energiapolitiikka menossa? Stefan Storholm

Teollisuustuotannon määrä kuukausittain

HYÖDYNNÄ SUBSCRIPTION-ETUSI

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

MB 20 MODBUS RTU LIITYNTÄYKSIKKÖ SAR 410:LLE TEKNISET TIEDOT. MB 20 on liityntäkortti painesäädin SAR 410:n liittämiseksi Modbus RTU väylään.

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8.

AKKREDITOITU TARKASTUSLAITOS ACCREDITED INSPECTION BODY INSPECTA TARKASTUS OY

Simuloinnin käyttö palontutkinnassa. Esimerkkinä asuinkerrostalon porrashuoneen savunleviämistarkastelut. Tuomo Rinne Simo Hostikka Timo Korhonen

PALOTURVALLISUUS MAANALAISISSA TILOISSA

Palamisen ja kalkkikivireaktioiden mallintaminen kiertoleijukattilan tulipesän kolmiulotteisessa virtausympäristössä

Autodesk Lisenssitiedosto Autodesk, Inc.

Ilmiö 7-9 Kemia OPS 2016

Ecophon Focus A. Järjestelmän tiedot. Mitat, mm. XL 2000x600. XL 1800x600. XL 2400x600 T15 T24 Paksuus (t) Asennuskuva. 1200x x x600

Transkriptio:

FIRE DYNAMICS SIMULATOR (FDS) OHJELMAN UUSIA OMINAISUUKSIA Simo Hostikka VTT Palotutkimuspäivät Espoo, 27 28.8.2007 HISTORIA FDS 5 NIST R. Rehm H. Baum IFS LES3D ALOFT FDS 1 FDS 2 Hughes J.Floyd VTT S.Hostikka Virg.Tech NIST J.Floyd K.McGrattan VTT G.Forney NIST R.Mell NASA Am. sprinkleriteollisuus 3.9.2007 2 U.S. NRC 1980 1990 2000 2007 NSF FDS 3 FDS 4 $$ 1

FDS5 MITÄ UUTTA? Uudet fysikaaliset ym. mallit Palaminen Kiinteän aineen reaktiot Yksinkertaiset ilmanvaihtoverkot Kontrollilogiikat Linja ja näytteenottoilmaisimet Useita samanaikaisia pisaratyyppejä FDS+Evac Ei enää materiaalitietokantaa Avoin kehitysympäristö Verifiointi ja validointi 3.9.2007 3 PALAMISMALLIN PARANNUKSIA Kaksi parametrinen palamismalli ottaa huomioon palamattoman polttoaineen. Oikea paloteho, kun happi ei rajoita. Realistiset tuotteet Kolme parametrinen malli ennustaa COtuoton Erilliset reaktiot CO:n tuotolle ja hapettumiselle Toimii hyvin vain lieskahtaneissa tiloissa. Z = = Z Y 1 + Z 2 + Z 3 + Y CO CO + Y CO 2 CO 2 Z = = Limiting Oxygen Index (% Volume) 0.2 0.15 Z + Z Y 1 2 + Y CO2 Perform Step 1 0.1 0.05 Do Not Perform Step 1 0 0 500 1000 1500 Temperature ( C) CO2 3.9.2007 4 2

CO Rear Exp CO FrontExp C O Rear FDS COFrontFDS O 2 Rear Exp O 2 FrontExp O 2 Rear FDS O 2 FrontFDS THC Rear Exp THC Front Exp THC Rear FDS THC Front FDS CO 2 Rear Exp CO 2 Front Exp CO 2 Rear FDS CO 2 Front FDS PALAMISMALLIN VALIDOINTEJA 2D poltin Beyler huuva Pienhuonekokeet (1994) 40 % ISO 9705 Uudet pienhuonekokeet (2007) Kuvat: J.Floyd Hughes Associates Inc. CO Mole Fraction (%) CO2 Mole Fraction (%) 10 RSE Front 9 RSE Rear FDS Front 8 FDS Rear 7 6 5 4 3 2 1 0 0 100 200 300 400 500 600 700 Fire Size (k) 4.5 RSE Front 4.0 RSE Rear FDS Front 3.5 FDS Rear 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 100 200 300 400 500 600 700 Fire Size (k) Concentration (%) Concentration (%) 0.20 0.2 0.15 0.15 0.10 0.1 0.05 0.05 0.00 0 1000 2000 3000 4000 Time (s) 0.030 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 0.000 0 1000 2000 3000 4000 Time (s) Concentration (%) Concentration (%) 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0 1000 2000 3000 4000 Time (s) 0.020 0.015 0.010 0.005 0.000 0 1000 2000 3000 4000 Time (s) 3.9.2007 5 KIINTEÄN AINEEN MALLI KERROKSELLISET MATERIAALIT FDS 4 FDS 5 TIILI TIILI Takapinnan reunaehto ERISTE Takapinnan reunaehto 3.9.2007 6 3

KIINTEÄN AINEEN MALLI KERROKSELLISUUDEN VAIKUTUS KARTIOKALORIMETRISSA HIILI PUU ERISTE TAKAPINTA 3.9.2007 7 ESIMERKKI: 10 MM KUUSIPANELI &SURF ID='SPRUCE' STRETCH_FACTOR = 1. CELL_SIZE_FACTOR = 0.5 MATL_ID(1,:) = 'CELLU','water','lignin' MATL_MASS_FRACTION(1,:) = 0.7,0.1,0.2 MATL_ID(2,:) = 'CASI' THICKNESS = 0.01,0.01 / VIRGIN SOLID r 3 TAR r 1 ACTIVE r 2 SOLID ν C CHAR + ν G GAS 3.9.2007 8 4

ESIMERKKI: TIHEYS 3.9.2007 9 ESIMERKKI: LÄMPÖTILA 3.9.2007 10 5

LÄMPÖSÄTEILYN TUNKEUTUMINEN KIINTEISIIN AINEISIIN Koe: Thomas, Moinuddin, Bennets (2005) 3.9.2007 11 EI ENÄÄ MATERIAALITIETOKANTAA &SURF ID = 'UPHOLSTERY' FYI = 'Fleischmann and Chen, 100% acrylic' C_DELTA_RHO = 1.29 TMPIGN = 280. DENSITY = 40.0 RGB = 0.53,0.38,0.35 BURN_AAY =.TRUE. BURNING_RATE_MAX = 0.03 HEAT_OF_VAPORIZATION = 1500. HEAT_OF_COMBUSTION = 30000. / &SURF ID = 'CONCRETE' FYI = 'Quintiere, Fire Behavior' RGB = 0.66,0.66,0.66 C_P = 0.88 DENSITY=2100. KS = 1.0 DELTA = 0.1 / &SURF ID = 'GYPSUM BOARD' FYI = 'Quintiere, Fire Behavior' RGB = 0.80,0.80,0.70 HRRPUA = 100. RAMP_Q = 'GB' KS = 0.48 C_P = 0.84 DENSITY= 1440. DELTA = 0.013 TMPIGN = 400. / Aikaisempien versioiden mukana tuli materiaalitietokanta Käytettiin väärin. Vastuu materiaaliominaisuuksista siirretään käyttäjälle. Parantaa simulointiprojektin dokumentointia ja toistettavuutta, kun syötetiedosto sisältää aina kaiken tarvittavan tiedon. 3.9.2007 12 6

MALLIPARAMETRIEN HANKKIMINEN Syöteparametrien lukumäärä on kasvanut. Pienkokeet Kartio TGA/DSC (= DTA) Mallit ja parametrit validoidaan suuremmilla kokeilla Oikeiden arvojen löytäminen on vaikea optimointitehtävä. Menetelmien kehittämiseksi useita hankkeita. päivitetty ASTM E1591 DSC [k/kg] 6.0 120 5.0 100 4.0 80 3.0 9Vb_sDA2 9Vb_sDA20 9Vb_sTA2 2.0 9Vb_sTA5 60 9Vb_sTA10 9Vb_sTA20 1.0 40 0.0 20 1.0 2.0 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Temperature [ o C] Mass [%] 3.9.2007 13 KONTROLLILOGIIKAT ESIMERKKI 2 ilmaisinta 4:stä avaa venttiilin. 30 s viive putkiston täyttyessä lisäksi vaaditaan avoin suutin. &DEVC, &PROP: OD Detector 1 Alarm Detector 3 Alarm Detector 4 Alarm Detector 2 Alarm 2 of 4 &DEVC, &PROP: RTI, Temp Sprinkler Link Fused 30 sec Time Delay &CTRL ALL Flow ater &DEVC, &PROP, &PART &CTRL TIME_DELAY &CTRL AT_LEAST DEFINE FOR EACH SPRINKLER OR DETECTOR DEFINE ONCE 3.9.2007 14 7

VERIFIOINTI JA VALIDOINTI NIST, USA NBS, USA VTT, Finland Verifiointi ja validointi ovat tärkeitä hyväksyttävyyden kannalta. Erillinen V&V raportti ja tietokanta. Viittaus julkaisuihin ei riitä. Toistettavuus. 41 verifiointitapausta 8 koesarjaa palokokeita ibmb, Germany Sandia/FM (USA) 3.9.2007 15 YHTEENVETO Tärkeimmät fysikaalisten mallien muutokset Palamismalli ottaa huomioon palamattoman polttoaineen ja pyrkii ennustamaan CO tuoton Kiinteän aineen mallilla voidaan kuvata kerroksellisia ja seos materiaaleja sekä mielivaltaisia reaktioita. Säteilyn vaimeneminen aineen sisällä Uusien malliparametrien löytäminen vaatii uusia menetelmiä koetulosten hyödyntämiseen. V&V dokumentointi vastaa toiminnallisen suunnittelun dokumentointivaatimuksia. 3.9.2007 16 8