FDS,全称Fire Dynamics Simulator,即 火灾动力学模拟工具,是由美国国家标准技术局(National Institute of Standards and Technology, NIST)开发的计算流体力学(CFD)模型。它用于模拟火的能量驱动流体流动,采用数值方法求解描述热驱动的低速流动的Navier-Stokes方程,重点计算火灾中的烟气流动和热传递过程。FDS将设定空间分成多个小的三维矩形控制体或计算单元,通过质量守恒、动量守恒和能量守恒的偏微分方程来近似有限差分,并使用有限体积技术来计算热辐射和湍流现象。该软件可追踪预测火灾气体的产生和移动,并结合家具、墙壁、地板和顶棚的材料特性来计算火灾的增长和蔓延。
FDS处理湍流流动的方法包括大涡模拟(LES)和直接数值模拟(DNS)。模拟求解后,可以获得相关测量点处的温度、CO浓度、CO2浓度、O2浓度、能见度等一系列数据。
FDS的应用领域包括烟气控制和水喷淋系统的研究,以及民用建筑或工业火灾的重现工作。随着技术的发展,FDS已经超出了火灾研究实验室的范围,进入了工程建设领域,成为建筑性能化设计的辅助工具之一。此外,FDS源程序不断更新和完善,较新的版本可以进行火灾过程和疏散过程的联合模拟。
请注意,尽管在汽车制造领域中,FDS这个术语也指代用于汽车自燃研究的软件,但这通常是指特定领域的应用,而不是指Fire Dynamics Simulator这个通用工具。