高清PDF《火灾与逃生模拟仿真-PyroSim+Pathfinder中文教程与工程应用》

在社会生活中，火灾已成为威胁公共安全，危害人民群众生命财产安全的一种多发性灾害。据统计，全世界每天发生火灾1万起左右，死2000多人，伤30004000人，每年火灾造成的直接财产损失达10多亿元。尤其是造成几十人、几百人死亡的特大恶性火灾不断发生，给国家和人民群众的生命财产造成了巨大的损失。总结以往造成群死群伤及重大经济损失的特大火灾教训，其中最根本的一点是要提高人们火场疏散与逃生的能力。一旦火灾降临，在浓烟毒气和烈焰包围下，不少人葬身火海，也有人死里逃生。面对滚滚浓烟和熊熊烈焰，只要冷静机智运用火场自救与递生知识，就有极大可能拯救自己、拯救他人。
PyroSim是由美因国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)研发的，专用于火灾动态仿真模拟(Fire Dynamic Simulation,FDS)的软件。美国国家标准与技术研究院(NST)直属美国商务部，从事物理、生物和工程方面的基础及应用研究，以及测量技术和测试方法方面的研究，提供标准、标准参考数据及有关服务，在国际上享有很高的声誉。
Pathfinder是由美国Thunderhead engineering公司开发的一个基于人员进出和运动的模拟器。它提供了图形用户界面的模拟设计和执行，以及三维可视化工具的分析结果，是一套简单、直观、易用的新型智能人员紧急疏散逃生评估系统。笔者在教学中发现，学生对以上软件在用于火灾动态仿真及人员疏散仿真时，学习热情高，感觉容易理解且上手快，因此，该软件深受学生欢迎。然而，目前市场没有类似参考书或相关教程。为了满足安全工程、消防工程、建筑安全工程以及制定疏散应急演练教学、科研及设计的需求，结合笔者多年教学实践和科研工作编著成本书。希望本书的出版有助于我国安全工程、消防工程、建筑安全工程的人才培养。
本书以PyroSim的流行版本6.0版本为基础，全面系统地介绍了PyroSim的操作流程，结合火灾仿真案例对软件应用作了详尽解读。同时对Phthfinder的功能与操作结合典型案例进行了详细说明。全书内容编排紧密结合安全工程、消防工程、建筑安全工程教学需要和特点，选材新颖，注重实用，循序渐进，便于读者学习掌握。本书可作为高等院校安全工程、消防工程、建筑工程专业本科、研究生的教材，也可供广大安防科技工作者使用。

内容索引：

第一篇PyroSim火灾仿真与案例
第1章Pyrosim程序概况
1.1 PyroSim软件介绍/2
1.2 PyroSim入门介绍/3
1.2.1介绍/3
1.2.2 PyroSim安装/3
1.2.3 PyroSim购买/4
1.2.4软件产品登记/4
1.2.5安装网络版许可证/5
1.2.6服务器配置/6
1.3 PyroSim启动与退出/7
1.3.1启动PyroSim程序/7
1.3.2退出PyroSim程序/8
1.3.3 PyroSim程序组织体系与界面系统构成/8
1.4 PyroSim常用菜单与对话框操作指南/9
1.4.1公用菜单用法/9
1.4.2快捷功能图标按钮用法/9
1.4.3图形操作按钮用法/10
1.4.4图形显示操作按钮用法/11
1.4.5对话框执行按钮用法/11
1.5 PyroSim文件系统和文件操作/11
1.5.1 PyroSim文件类型/11
1.5.2建立一个新的PyroSim模型/12
1.5.3保存文件/12
1.5.4打开文件/12
1.5.5防止更改模型/13
1.5.6读入文件/13
1.5.7写出文件/15

1.6 PyroSim基础/15
1.6.1 PyroSim界面/15
1.6.2导航视图/16
1.6.3 3D视图/16
1.6.4 2D视图/18
1.6.5截图/18
1.6.6首选项/18
1.6.7单位/18
1.6.8配色方案/19
1.6.9 View菜单/20
第2章PyroSim标准求解和分析方案制订
2.1 PyroSim程序模型建立的基本步骤/21
2.2 PyroSim标准求解过程实例演示/22
2.2.1创建网格/23
2.2.2创建燃烧器表面/23
2.2.3创建燃烧器/24
2.2.4创建顶部通风口/25
2.2.5添加一个热电偶/25
2.2.6添加温度切片平面/25
2.2.7为更好地查看而旋转模型/25

2.2.7为更好地查看而旋转模型/25
2.2.8保存模型/26
2.2.9仿真运行/26
2.2.10 3D烟雾/26
2.2.11查看温度切面/27
2.2.12观看绘制的时间历史结果图/28
2.2.13利用命令流文件实现FDS解算/28
2.2.14 PyroSim求解过程的几点说明/29
2.3制订PyroSim分析方案/29
2.3.1影响制订分析方案的因素/30
2.3.2管理数据库/30
2.3.3使用组来组织一个模型/33
第3章创建几何模型
3.1建模造型简介/34
3.2坐标系/34
3.3创建楼层/34
3.3.1通过楼层来组织建筑模型/35
3.3.2添加地板背景图像/36
3.4 3D视图创建几何模型/36
3.4.1创建障碍物(Obstruction)/37
3.4.2创建孔洞(Hole)/38

3.4.3创建通风口(Vent)/39
3.4.4创建板块(Slab)/40
3.4.5创建粒子云(Particle Cloud)/41
3.5 2D视图创建几何模型/42
3.5.1绘制障碍物和孔洞/42
3.5.2绘制墙壁和墙孔/43
3.5.3绘制块和块孔/44
3.5.4绘制房间/44
3.5.5绘制通风口/44
3.5.6绘制粒子云/45
3.6创建复杂的几何结构/46
3.6.1创建弯曲的墙壁/46
3.6.2桁梁和屋顶/48
3.6.3楼梯/49
3.7几何对象的工作/50
3.7.1选择(Selection)/50
3.7.2快捷菜单(Context Menus)/51
3.7.3撤销/重做(Undo/Redo)/51
3.7.4复制/粘贴Copy/Paste/52
3.7.5双击编辑(Double-Click to Edit)/52
3.7.6调整对象尺寸(Resize an Object)/52
3.7.7 2D视图下转换/拖动对象(Translating /Dragging Objects in2 D View)/52
3.7.8 2D视图下旋转物体(Rotating Objects in2 D View)/53
3.7.9转化(Translate)对话框/53
3.7.10镜像(Mirror)对话框/54
3.7.11缩放(Scale)对话框/54
3.7.12旋转(Rotate)对话框/54
3.7.13仅展示选择的对象/55

第4章创建火灾监测设备
4.1激活事件/56
4.1.1激活控制介绍/56
4.1.2创建激活控制/57
4.2吸气监测系统/59
4.2.1吸气取样设备/59
4.2.2吸气监测系统/59
4.3气相和固相设备/60
4.3.1气相监测设备/60
4.3.2固相监测设备/62
4.4热电偶/63
4.4.1热电偶工作原理/63
4.4.2创建热电偶/64
4.5流量测量设备/65
4.6热释放速率监测设备/65
4.6.1热释放速率/65
4.6.2创建热释放速率监测设备/66
4.7层分区设备/66
4.8路径遮蔽（光束）探测设备/67
4.9电缆故障监测设备/68

4.10感温探测设备/69
4.10.1感温探测器模型/69
4.10.2创建感温探测设备/69
4.11感烟探测设备/70
4.11.1感烟探测设备介绍/70
4.11.2感烟探测器模型/71
4.11.3创建感烟探测设备/72
4.12自动喷水灭火设备/73
4.12.1自动喷水灭火系统介绍/73
4.12.2创建喷头连接模型/74
4.12.3创建喷头连接/75
4.12.4创建喷雾模型/76
4.12.5创建干燥管/77
4.12.6创建自动喷水灭火系统/77
4.13喷嘴/78
第5章创建PyroSim火灾模型
5.1网格/80
5.1.1网格对话框/80
5.1.2立方体网格/81
5.1.3非立方体网格/82
5.1.4使用多重网格/83
5.1.52D视图画网格/85
5.2反应/85
5.2.1导入反应/85

5.2.2新建反应对话框/87
5.2.3新建反应/89
5.3材料/91
5.3.1导入材料/92
5.3.2材质编辑对话框/93
5.3.3新建固体材质/96
5.3.4新建液体燃料/97
5.4额外物质和粒子/97
5.4.1额外物质/97
5.4.2粒子/98
5.4.3自定义烟雾/102
5.5表面/102
5.5.1表面编辑对话框/102
5.5.2内置表面/103
5.5.3表面类型/103
5.5.4在表面增加纹理/109
5.6创建构筑物和通风口/110
5.6.1创建水泥桌凳/110
5.6.2创建门窗/111
5.6.3创建顶部通风口和火源/111
5.7创建探测设备/112
5.7.1创建一个热电偶/112
5.7.2创建烟雾探测器/112
5.7.3创建自动喷淋设备/113
5.8输出控制/113
5.8.1实体轮廓/113
5.8.2切片/113

5.8.3边界数量/114
5.8.4等值面/115
5.8.5绘制3D数据/115
5.8.6数据统计/116
5.9模型保存/117
第6章创建FDS+EVAC逃生模型
6.1FDS+EVAC介绍/118
6.1.1FDS+EVAC特点介绍/118
6.1.2建模注意事项/120
6.1.3使用疏散模型的简要步骤/121
6.2创建疏散网格/121
6.3导入反应和材料/122
6.4创建表面/123
6.5创建构筑物/123
6.5.1创建障碍物/123
6.5.2创建通风口/123
6.5.3创建孔洞/123
6.6 FDS+EVAC菜单/123
6.6.1人员参数(Person Types)/124

6.6.2初始位置(Initial Positions)/126
6.6.3疏散孔洞(Evac Holes)/126
6.6.4出口(Exits)/127
6.6.5入口(Entrances)/128
6.6.6门(D00s)/129
6.6.7走廊(Corridors)/131
6.6.8斜坡/楼梯(Incline/Stairs)/132
第7章运行求解
7.1仿真参数(Simulation Parameter)/134
7.2模拟运行(Run FDS)/137
7.3并行执行(Run Parallel FDS)/138
7.4恢复一个模拟/138
第8章结果后处理
8.1 Smokeview查看3D结果/139
8.1.1 Smokeview软件介绍/139
8.1.2 Smokeview软件原理/l40
8.1.3 Smokeview功能介绍/141
8.2 Smokeview菜单选项/142
8.2.1 Smokeview主菜单/143
8.2.2载入/卸截(Load/Unload)/143
8.2.3显示/隐藏(Show/Hide)/144
8.2.4选项(0 ptions)/147
8.2.5对话框(Dialogs)/149

8.3绘制时间历程结果/149
8.3.1时间历史结果设置/150
8.3.2时间历史结果查看/150
第9章PyroSim仿真综合练习
9.1房间火灾模型实例练习/152
9.1.1输入反应和材料数据/153
9.1.2创建网格/153
9.1.3指定燃烧参数/154
9.1.4创建表面/155
9.1.5打造家具（障碍物）/156
9.1.6墙/160
9.1.7使用通风口定义火源和楼层/161
9.1.8添加一个开放的边界/162
9.1.9在墙上悬挂图片/162
9.1.10创建热电偶记录/163
9.1.11创建片绘制3D效果记录/163
9.1.12创建边界记录/163
9.1.13指定模拟属性/163
9.1.14保存并运行/164
9.1.15 Smokeview查看结果/164

9.1.16查看时间历史结果/165
9.2空气流动实例练习/165
9.2.1创建网格/166
9.2.2创建进气表面/166
9.2.3创建微粒释放/167
9.2.4创建通风口/167
9.2.5创建开放（排气）通风口/167
9.2.6创建切片记录/168
9.2.7指定模拟属性/168
9.2.8保存模型/169
9.2.9运行仿真/169
9.2.10查看粒子运动/169
9.2.11查看切片数据/170
9.3房间烟气测量实例练习/171
9.3.1创建火源表面/171
9.3.2创建火源通风口/172
9.3.3创建开放边界通风口/173
9.3.4创建网格(Mesh)/173
9.3.5增加墙/174
9.3.6增加门(Do0r)/175
9.3.7旋转模型得到更好的视角/175
9.3.8增加层区探测设备/176

9.3.9增加流量测量设备/176
9.3.10设定模拟时间/176
9.3.11保存模型/176
9.3.12开始模型/176
9.3.13 View Smoke in 3D/176
9.3.14查看时间历史数据/178
9.4电器开关火灾模型实例练习/179
9.4.1计算网格/181
9.4.2材料特性/182
9.4.3保存模型/184
9.4.4表面性质/184
9.4.5几何模型/186
9.4.6后处理控制/199
9.4.7仿真参数/200
9.4.8运行分析/200
9.4.9查看结果/201
9.5单个房间的EVAC实例练习/203
9.5.1启用FDS+EVAC/203
9.5.2创建网/203
9.5.3创建一个出口/204
9.5.4添加人员/205
9.5.5指定模拟属性/205
9.5.6保存模型/206
9.5.7运行分析/206
9.5.8查看结果/206
9.6单房间FDS+EVAC实例练习/207
9.6.1导入反应和材料/207
9.6.2创建网格/208
9.6.3用石膏创建墙面/209

9.6.4创建燃烧表面1209
9.6.5创建流场表面/209
9.6.6创建墙/210
9.6.7创建走廊墙壁/210
9.6.8创建燃烧用的障碍物/211
9.6.9创建门洞/211
9.6.10创建火灾用通风口/211
9.6.11创建火源/212
9.6.12创建疏散流场/212
9.6.13创建疏散出口/212
9.6.14设置人员参数/213
9.6.15添加人员/213
9.6.16设置疏散孔洞/213
9.6.17创建切片/214
9.6.18边界输出量/214
9.6.19指定模拟参数/214
9.6.20保存并运行/214
9.6.21 Smokeview查看结果/214
9.6.22查看时间历史结果/216
第二篇Pathfinder中文教程与案例分析

第10章Pathfinder功能概述
10.1图形用户界面/218
10.2模型展现/220
10.3模拟方式/220
10.4局限性及存在的问题/221
10.5模拟器的名字/221
第11章 Pathfinder程序基础
11.1导航视图/222
11.2 3D和2D视图/223
11.2.1 3D导航视图/224
11.2.2 2D导航视图/224
11.2.3重置视图/224
11.2.4在3D和2D视图中绘图/224
11.3视图选项/225
11.3.1渲染选项/225
11.3.2人员显示/225
11.3.3房间着色/225
11.3.4房间透明/226
11.4群体模型组织/226
11.4.1创建次群组/226
11.4.2改变组/226

第12章创建运动空间
12.1楼层/227
12.1.1自动创建楼层/227
12.1.2手动创建楼层/229
12.1.3改变活动楼层/229
12.1.4显示所有楼层/229
12.1.5编辑楼层/229
12.2房间/230
12.2.1添加新房间/230
12.2.2添加房间的薄墙/231
12.2.3分割房间/231
12.2.4分离和合并的房间/232
12.3障碍物/洞/233
12.3.1任意形状的障碍物（书桌、餐桌等）/233
12.3.2墙/234
12.4门/235
12.4.1薄门/235
12.4.2厚门/236
12.5楼梯/236
12.5.1两条边的楼梯/237
12.5.2从一条边延伸的楼梯/238
12.6坡道/239
12.7电梯/239
12.7.1创建电梯/240
12.7.2电梯表示法/241
12.7.3编辑电梯/242
12.7.4连接/非连接楼层/242
12.8出口/243

12.9导入文件/243
12.9.1导入图像/243
12.9.2导入DXF文件/244
12.9.3导入PyroSim和FDS文件/245
12.10使用导入的数据/245
12.10.1使用图像/245
12.10.2使用3D的DXF、PyroSim和FDS文件/246
12.10.3使用2D的DXF数据/246
12.10.4创建丢失的部分/247
第13章创建群体
13.1扼要描述/249
13.2行为/251
13.2.1创建新行为/251
13.2.2添加动作/252
13.2.3去航点的动作/252
13.2.4去房间的动作/252
13.2.5通过电梯逃生的动作/253
13.2.6等待动作/253
13.3添加群体/254

13.3.1创建个体/254
13.3.2创建群体/254
13.3.3放置在房间内/255
13.4重新分布描述和行为/256
第14章编辑和复制对象
14.1改变和复制对象/257
14.1.1移动/257
14.1.2旋转/258
14.1.3镜像/260
14.2用控制点来操作对象/260
14.2.1选择和取消的控制点/261
14.2.2编辑控制点/261
14.2.3房间控制点/261
14.2.4薄门控制点/261
14.2.5厚门控制点/262
14.2.6台阶和斜坡控制点/262
14.2.7群体控制点/262
14.2.8航点控制点/263
第15章模型分析
15.1测量距离/264
15.2检查连通/264
15.3检查正在使用的对象/266

第16章模拟
16.1参数/267
16.2仿真的启动和管理/269
16.3仿真的暂停和开始/270
16.4被困群体/270
第17章结果
17.1总结报告/271
17.2门的通过率/272
17.3房间历史记录/273
17.43D结果/273
17.4.1导航到模型任意位置/273
17.4.2显示几何文件输入/274
17.4.3显示群体/274
17.4.4选择群体/274
17.4.5查看多楼层问题/274
17.4.6动画回放/277
17.4.7刷新结果/277
17.4.8查看群体路径/277
17.4.9控制图细节/速度/278
17.4.10制作电影/278
第18章宿舍公寓模型实例

18.1创建房间/281
18.2添加人员/285
18.3设置模拟参数并模拟/287
18.4查看结果/288

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