FDS并行计算实践与案例分析：优化火场模拟效率

"FDS并行计算的实现与算例研究，赵平，季经纬，通过对FDS火灾场模拟以及前处理软件Pyrosim的介绍，以多个FDS计算文件为例（房间、画布），进行非加密和加密处理，分别采用单进程计算和多进程并行计算，对比模拟结果和实验数据，探讨并行计算的优势。" 本文主要研究了FDS（Fire Dynamics Simulator）并行计算的实现方法和实际应用，作者赵平、季经纬和武爽在其中详细阐述了并行计算的原理及其在火灾模拟中的效果。FDS是一种广泛应用的火灾动力学模拟软件，它能够对火灾发生时的热烟气流动、燃烧过程和环境影响进行细致的数值模拟。而Pyrosim则是一个用于FDS的前处理工具，帮助用户创建、编辑和分析模拟场景。 在研究中，作者选取了多个FDS计算案例，包括房间和画布等不同环境，对这些案例进行了加密和非加密两种网格处理。加密网格可以提高模拟的精度，但也会增加计算量。通过单进程计算和多进程并行计算的对比，他们发现加密处理的FDS模拟结果通常更接近实际状况，尤其是在火源附近的温度表现上。然而，对于像画布这样的薄型障碍物，由于FDS软件的限制，很难将网格细化到理想程度，这可能会影响模拟的精确性。 在超市和房间的火源温度模拟中，加密网格的模拟结果显示火源附近的温度高于非加密网格的结果，这表明加密网格能更好地捕捉火源的热量分布。而未加密的网格由于网格间距较大，可能会低估火源区域的温度。这一现象强调了网格分辨率对模拟结果的重要性，网格越粗，模拟的温度值可能越低，与实际温度的偏差越大。 文章还涉及到并行计算的关键技术，如MPI（Message Passing Interface）和MPICH，这些都是实现分布式计算平台的基础，能有效提升FDS这类大型计算任务的执行效率。通过并行计算，可以显著缩短模拟时间，提高计算效率，这对于处理大规模、复杂火灾场景尤其重要。 关键词：并行计算；FDS；数值模拟；火源温度；火蔓延 中图分类号：X4 这篇论文深入探讨了FDS并行计算的实施策略，通过实例分析了加密网格处理和并行计算对火灾模拟结果的影响，为火灾防护和理论研究提供了有价值的参考。