CFD爆炸建模 Gexcon FLACS 9.0

FLACS破解版是一款适用于释放易燃液体或气体的后果的模拟预测软件，一些易燃和有毒气体如果分散或爆炸或者是产生火灾的情况下会非常的危险，为了对这些气体场景进行评估，最合适的是使用本工具来进行建模和后果模拟，使用软件，能够在安全的技术环境中对易燃和有毒释放进行建模来验证它们可能产生的行为，广泛应用于石油和天然气和加工工业，也越来越多地用于核工业，具有粉尘爆炸潜力的设施和许多其他领域。通过在全3D中使用CFD（计算流体动力学）进行建模，可以更准确地预测结果并包括所有贡献和减轻效果的影响（例如由于真实几何形状，通风，洪水造成的限制和拥挤）。考虑到易燃材料的释放，一般可以设置事件树，能够展现出燃气体意外释放或蒸发液体进入大气后的所有可能事件。 如果由释放形成的气体云不在可燃性限度内或者如果缺少点火源，则气体云可能被稀释并消失。 点火可能会立即发生，也可能会延迟数十分钟，这取决于具体情况。 在立即点火的情况下（即在与空气或氧化剂混合之前），将发生火灾。FLACS工具可用于描述气体释放，随后的分散过程以及点火时的气体爆炸过程。关于瓦斯爆炸过程，FLACS仅处理爆燃过程。 FLACS没有描述过渡到爆炸和爆炸过程。 FLACS可用于预测周围环境中的爆炸压力，即与发生爆炸的区域相距一定距离。该工具不能用于预测火灾的过程和后果（辐射，直接加热）。FLACS工具的主要结果，即计算结果，是考虑色散和气体爆炸的主要影响时的浓度剖面和场，静态超压剖面和场，动态超压剖面和易燃云内部和距离这个云有一段距离（爆炸效应）。本次带来破解版下载，含破解文件，有需要的朋友不要错过了！

1、全3D CFD建模

2、与石油天然气和加工行业领导者共同开发

3、在过去的35年中不断发展和验证

4、集成色散和爆炸建模

5、几何导入（Microstation DGN v7 / v8和间接：PDMS，PDS，激光扫描）

6、非常适度的CFD工具学习曲线

7、与分析和现象学模型相比，具有卓越的准确性和多功能性

8、唯一获得美国政府批准用于LNG设施选址的CFD工具

9、适用于Windows和Linux

一、FLACS功能和模块

FLACS软件产品套件基于计算流体动力学（CFD）技术，或者更确切地说是由Chr开发的孔隙率/分布电阻（PDR）技术。Michelsen Institute（CMI）从1980年到1992年，由Christian Michelsen Research（CMR）从1992年到2000年，和Gexcon从2000年到现在。British Gas，Elf Aquitaine，Esso，Mobil，Norsk Hydro和Statoil等公司赞助了第一个天然气爆炸研究项目。自从1986年第一版FLACS发布给赞助商以来，该软件一直是大规模复杂几何形状中瓦斯爆炸模型的世界领先者。FLACS标准包可以模拟易燃气体的释放，分散，通风和爆炸。

FLACS是一种结果建模软件工具，为您提供：

集成的色散，火灾和爆炸建模功能

全3D中的后果建模

支持的CAD几何导入格式：DGN v7 + v8（Microstation），DWG（Autocad），RVM（PDMS）和PDS（通过DGN）

高效的手动编辑几何体

液体和气体释放

2相（闪蒸液）建模

气体混合物

瞬态（时间相关）建模

可以包括缓解和预防措施的各种影响

准确且广泛验证的结果（包括盲验证）

用于查看结果的各种不同选项（2D，3D，动画，文本文件输出）

更好地了解现象和结果

基于对实验的广泛验证的综合用户指南

风险模型（使用FLACS-Risk附加功能）

二、分散（包括液化天然气）

这是FLACS模拟器的一个子集，它具有FLACS模拟器在色散和通风领域的功能，但爆炸功能已停用。由于能够用分布式孔隙度概念表示详细的几何形状，FLACS的分散能力已经证明在计算物体和管道密度高的过程区域的释放情景时特别有效。FLACS已经在Gexcon上进行了大规模的实际释放和爆炸测试，并在Advantica测试站点Spadeadam在2600 m3半封闭模型的海上模块中进行了全面的实验。由于FLACS是专用的爆炸模拟器，分散模型非常适合计算爆炸云尺寸并用于爆炸风险评估。最近的工作已经解决了模拟陆上有毒释放情景的能力，其中地形和湍流风廓线的表示很重要。气溶胶的释放和分散模型也在开发中。这些可以作为补充选项添加。FLACS-Dispersion的价格明显低于FLACS标准包装的价格。

FLACS-Dispersion的功能包括：

从CAD导入几何

各种气体（超过10 +用户定义）和这些的混合物

风力边界条件与风廓线

水淹没对分散的影响

高效的预处理，合理的仿真时间

将气体云输出到爆炸计算（FLACS）

估算瞬态点火概率和云量的数据

当地天然气浓度和累积云量估算值

具有各种变量的2D和3D场图

从后处理器自动生成mpg-videos

广泛的验证（阶段3B，分散JIP，GSP，Licorefla，SMEDIS）

和更多...

该工具适用于对开发和验证的分散工具感兴趣的公司，适用于有效地表示真实的几何密度。使用除FLACS之外的其他工具进行爆炸计算的公司也可以从使用FLACS-DISPERSION估算过程区域中可能的气体云尺寸中受益。

三、瓦斯爆炸

FLACS-Gasex是FLACS模拟器的一个子集，具有FLACS模拟器在爆炸区域的功能，但通风和分散能力被消除。在瓦斯爆炸区域，FLACS-Gasex具有比其竞争对手更广泛的能力和适用性，并且具有与FLACS相同的有效性。FLACS-GasEx的价格明显低于FLACS标准包装的价格

FLACS-GasEx的功能包括：

从CAD导入几何

进口分散的气体云（FLACS和一些CFD代码）

经过验证的CFD爆炸模拟器

高效的预处理和模拟时间

各种气体（超过10 +用户定义）和这些的混合物

燃料稀薄，化学计量和富含空气的混合物

水的冲洗和惰性气体稀释的影响

空气中氧含量增加的影响

非标准温度和初始压力

最初的湍流

爆破片，浮雕板和简化的墙壁故障

爆破传播（多块概念/非反射边界条件）

局部压力和平均壁压（和其他变量）

各种变量的2D和3D场图

从后处理器自动生成mpg-videos

和更多

使用范围：

海上设施（天然气混合物）

陆上工厂（天然气，乙烯/丙烯，氢气/合成气）

工厂建筑物爆炸

国内爆炸（天然气，丙烷，丁烷，CO）

工艺设备/排气系统内部爆炸

隧道爆炸

四、粉尘爆炸

FLACS-DustEx（前DESC）是用于模拟复杂几何形状中的工业粉尘爆炸过程的CFD代码。

FLACS-DustEx的第一个版本是在欧盟委员会赞助的项目中开发的。除了Gexcon之外，FLACS-DustEx项目还有10个主要参与者：HSL，TNO，Inburex，Fraunhofer-ICT，FSA，Øresund安全顾问，华沙理工大学，代尔夫特理工大学，Hahn＆Co和Lyckeby Culinar。还从Fike，INERIS和卑尔根大学收到了捐款。该项目涉及广泛的实验工作，实际过程工厂的测量，建模和验证。FLACS-DustEx项目的评论已发表在“过程工业中的损失预防期刊”（见下文）中。

目前的特点： 

来自20升球体标准化测试的实验输入

广泛的结果输出选项，包括2D和3D图

瞬态气动分散加压储层中的灰尘

通过湍流或冲击波散布灰尘层

强烈的点火源（例如化学点火器）

由传感器点触发的快动阀

通过内部压力触发排气板

通气孔和快速作用阀的建模，以减轻爆炸的影响

工业厂房的现实代表

工业中使用的大多数爆炸性有机粉尘（KSt> 100 bas m / s）

改变点火点的效果

外部爆炸波的预测

通过流动或冲击波提升灰尘

在相互连接的船舶系统中打桩

识别最坏情况的爆炸场景

计划特色： 

改进的颗粒负载流动和非均匀燃烧模型

几何构建和网格生成的改进方法

降低了对仿真结果的网格依赖性

由传感器点触发的爆炸抑制系统

五、风险建模

FLACS-Risk是一种用于3D CFD风险建模和可视化的全新独特软件解决方案。该工具允许风险所有者设计出更具成本效益的设施，同时仍保持所需的高安全水平。

FLACS风险的主要优点

适用于基于风险和非风险的参数研究

提供高效的工作流程，可将运行模拟的工时和交付时间缩短75％

风险的三维可视化，以有效地沟通和提高风险所有者对安全问题的理解

降低设计，工程和施工成本

将标准化安全研究方法

FLACS软件提供有关爆炸超压，有毒气体浓度和热负荷的准确答案，这是设计具有爆炸，有毒和火灾危险的设施时的关键输入。FLACS-Risk的好处是风险计算数据的清晰三维可视化，可以比以往更有效地传达给风险所有者。

加强对安全问题的理解

传统上，计算危险环境中风险程度的任务仅限于少数高端安全咨询公司。挑战也是这些研究需要很长时间才能进行。

FLACS-Risk的独特品质在于您可以显示完整的3D风险图。通过识别结构热点，风险所有者可以在高力区域设计带有加强件的结构，而不是在任何地方均匀加固以获得最大的力。

FLACS-Risk将集成质量保证功能，并减少出错的空间。不同用户之间的输出一致性将得到改善，而在项目中花费的时间则少得多。

高效的工作流程

FLACS-Risk的一个重要部分是能够有效地运行和管理许多模拟。最初开发FLACS是为了完成一系列模拟，而对于参数和风险研究，您需要运行数百或数千次模拟。

一、关于网格
下图显示了网格节点相对于网格线的位置：
图1.1。显示内部和边界节点的网格部分

如果分别考虑每个方向，则可以注意以下内容：
节点数n
网格线数量
数量控制量
如果考虑完整的三维网格，可以注意以下内容：
节点总数
控制卷总数
可能使用的最大控制卷总数主要取决于您的计算机具有多少内存。对于当前版本的FLACS，可以应用以下参数来计算内存需求（1k = 1024）：块类型每个节点的数据字节数（所有3D阵列）每1,000个节点的kbytes（例如nx = ny = nz = 10）FLACS 724 707 BLAST 176 172除动态数据大小外，FLACS还需要大约1400千字节的静态数据和程序代码。在单个块中涉及总共100,000个节点的爆炸模拟将需要（724 * 100000）/ 1024 + 1400千字节= 72103千字节（大约70兆字节）。这个数字可能会被略微低估，因为没有考虑1D和2D动态数组和面板缓冲区。然而，3D动态阵列的大小在这里占主导地位。在为计算机配备内存时，您还应该记住，只有大约90％的总内存是用户可用的，计算机需要其余内存来进行内存管理。还可以注意到BLAST块比FLACS块需要少4倍的内存。此外，计算速度和磁盘存储容量可能会限制您在计算机上运行的问题。磁盘现在非常便宜，因此在大多数情况下存储大型数据文件都没有问题。使用当今的快速工作站，可以在大约1-2小时内完成涉及100,000个节点的爆炸模拟。对于色散模拟，计算时间可以比同等大小的爆炸模拟大10到10,000倍。这直接取决于分散场景的期望持续时间（通常比爆炸通常需要的1秒大10到10,000倍）。网格定义空间分辨率以及模拟体积的范围。为了正确地表示障碍物和详细的流动特性，重要的是具有足够精细的网格，并且为了避免来自开放边界的过强影响，网格必须从感兴趣的区域延伸相当大的距离。网格不需要是均匀的（即，等间隔的网格线），也不必是各向同性的（即在所有三个方向上的相等网格）。然而，建议在感兴趣的区域中网格是均匀的和各向同性的，并且网格的拉伸应该仅用于将网格延伸到感兴趣的区域之外。如下图所示：拉伸网格（延伸外边界）当拉伸网格以使外边界远离感兴趣区域时，建议调整CFL编号以保持正常时间步长（如果你使用严格的时间步长，则不是这样）。 CFL数字是以它们的发起者（Courant，Friedrich，Levy）命名的无量纲因子，这些数字表示与对照体积大小相比的某些传播距离。在FLACS中，存在两个感兴趣的传播距离：1）压力波（声速）和2）流体粒子的传播距离（流速）。 FLACS中使用的时间步长基本上计算如下：时间步长CFL编号为c CFL编号为v参考声速参考流速参考长度平均控制体积大小模拟体积大小控制体积数如果拉伸网格以延长在远离感兴趣区域的外边界处，时间步长将增加，因为用于计算时间步长的参考长度增加。为了保持正常时间步长（对于均匀和各向同性网格计算），您必须通过以下表示的因子调整CFL编号：CFL编号的调整请注意，CFLc和CFLv都应调整相同的因子。请注意，对于严格的时间步长，每个控制体积的局部条件用于计算本地时间步长。然后将全局时间步长作为本地时间步长中的最小值。
二、关于初始条件

CFD研究人员备受关注的一个主题是对数值域外边界的流动条件进行建模。这已知是一个问题区域，特别是对于亚音速流，其中在域中的任何地方都感受到流场的局部扰动。必须特别注意确保物理上正确的结果并获得良好的收敛速度。找到边界的最佳选择可能是在几乎没有发生的地区。内存和计算速度的限制将限制问题的大小，并且在大多数情况下，人们不得不在质量和成本之间做出妥协。

对称平面边界

建模的最简单边界条件可能是对称平面。为所有变量设置垂直于边界的零梯度，并且没有流过对称平面。在复杂的3D场景中，对称平面没有用，但是当模拟简单的实验场景时，可以应用它（例如1D和2D信道流）。

固体墙边界

固体壁边界条件也很容易建模。在实心墙上，在切向和垂直方向上都将存在零速度。并且垂直于边界的零梯度或固定值可以用于标量变量。此外，利用所谓的壁函数可以改善近壁区域（在外边界和内部空间中）的流动模型。

开放边界

在开放边界处或在实心壁边界处的通风口处，基于流动的通常控制方程计算流动条件（压力，密度和速度）。在开放边界处，这涉及猜测边界外的流动条件。为了避免边界流的近似建模的强烈影响，建议将开放边界放置在远离感兴趣区域的一定距离处。可压缩流动模拟中的一个特殊问题是来自开放边界的压力波的人工反射。当假定边界外的压力恒定时（在环境值处，如在FLACS中的大多数边界条件中），撞击边界的压力波将以负幅度反射回到域中。如果开放边界的面积与封闭边界的面积相比较小，并且在高流出速度的情况下，这些反射将不会非常影响域内的压力水平。在大多数外边界是开放的情况下，必须特别注意边界。建议将网格拉伸到感兴趣的区域之外并应用PLANE_WAVE条件。 PLANE_WAVE条件检测压力波并提供更少的反射，但压力不再接地环境压力（压力可能永远不会回到环境水平）。如果总模拟体积远大于气体云，则这种负面影响将相当小。为了保持该压力升高，应该使用总体积，该总体积比初始气体云体积大约100倍（即，模拟体积的侧边长度和初始气体体积的边长之间几乎为5倍）。

外部影响

如果在半封闭体积的通风口外面存在障碍物，则应将它们包括在总体模拟体积中，因为它们可能对爆炸产生影响。一种效果可能是由于外部障碍物导致总排气量减少，特别是如果它们很大并且靠近通风口放置。由于排气流量发生变化，通过障碍物的内部流量也会发生变化，爆炸变得不同（压力结果更高或更低）。同样可能重要的效果是外部爆炸的出现，当火焰到达可能已经通过通风口逸出的任何未燃烧气体时，该外部爆炸将开始。来自外部爆炸的压力波将传播回半封闭体积并在那里产生更高的压力。外部爆炸的强度将取决于外部空间中的局部湍流，这又取决于通风口的性质以及可能位于外部空间中的任何障碍物。
WIND BOUNDARY
为了能够模拟外部风场的影响，可以应用WIND边界条件。这通过在边界处设定固定速度来建模，因此它可以不用于模拟中，其中所产生的内部流动可以对边界流动具有强烈的反馈效果（例如，瓦斯爆炸）。 FLACS中的WIND条件适用于已知一个或多个边界处的风速和方向的气体分散情况。风向可以成一定角度，指向模拟体积或从模拟体积中指出。在流出的情况下，仅需要设定风速和角度，对于流入，也必须给出一些湍流量。有关各种风参数的更详细说明，请参阅参考章节，此处仅给出简要处理。在实际场景中，风速可以从测量中获得，或者仅通过您的选择获得（围绕猜测值的变化可能是有用的）。在大多数情况下，TLS（湍流长度标度）和RTI（相对湍流强度）的选择是非常不确定的。人们可以在表格中找到适用于各种数据手册中不同大气稳定性等级和地形类型的值。参数值可以根据地理位置和时间条件（夜晚，白天，冬天，夏天）而变化。
重要提示：请注意，边界处的局部速度设置为等于给定的WIND_SPEED乘以边界处的局部区域孔隙度。当您想要在多孔边界处建立给定的质量或体积通量时，必须考虑这一点。给出以下关系：
表1.1。
风速关系
给定速度乘以局部区域孔隙度是局部速度是用户指定的速度是局部区域孔隙度边界处的局部体积流量（每个控制体积可能有不同的流量）边界处的总体积流量（所有控制体积的总和）例如，如果指定2.0 m / s且边界的面积孔隙度为0.5，则边界处的局部速度变为2.0 m / s * 0.5 = 1.0 m / s。还要注意，对于边界的任何封闭部分（面积孔隙率等于零），速度变为零。在第一种情况下，体积流量为每平方米0.5 m 3 / s，但您可能需要1.0 m 3 / s。您必须将指定的风速从2.0 m / s增加到4.0 m / s，或者将面积孔隙度从0.5增加到1.0，以使体积流量为每平方米1.0 m 3 / s。如果您将流入边界向上游移动，则面积孔隙度可以设置为1.0。在上游添加5个或更多控制体积，并通过在侧面，顶部和底部使用面板为风创建通道。
并行边界流量
当产生平行于开放或多孔边界的主导流时可能出现问题，可能导致整个解决方案的不良收敛甚至发散。由于边界建模不充分，可能会产生边界处的振荡流入/流出。通过延伸边界或通过用墙壁或面板封闭边界可以避免该问题。与EULER条件相比，NOZZLE条件对此问题的敏感度也较低。