Weichenstellung für Fire Dynamics Simulator 6

In den vergangenen Wochen haben die Hauptentwickler eine Reihe kleinerer, aber keineswegs unbedeutender Änderungen an der Entwicklerversion der kommenden Version 6 von FDS vorgenommen:

 

isob.c und der Sprachstandard

FDS wird in wesentlichen Teilen in der Programmiersprache Fortran entwickelt. Einzige Ausnahme war der Programmteil isob.c, der zur Ausgabe von Iso-Surface- und 3dSmoke-Dateien an Smokeview erforderlich war.

Glenn Forney hat sich dem genannten Programmteil angenommen und die Funktionen in das Fortran-Modul smvv.f90 implementiert. FDS 6 wird also ein reines Fortran-Programm sein. Als Konsequenz des nun schon seit einigen Jahren anhaltenden Prozesses, den Code standardkonform umzusetzen, erfüllen jetzt auch alle Programmteile den Fortran 95 Standard, was bei der Verwendung verschiedener Compiler auf unterschiedlichen Systemen sehr nützlich sein kann.

Probleme rund um den Drucklöser

Betreffend das schon seit geraumer Zeit schwelende Thema „Probleme des Drucklösers“ (Pressure_Correction wurde durch die Entwickler niemals offiziell empfohlen und später sogar mehr kritisiert als das die Verwendung nahe gelegt wurde), scheinen die Entwickler vorerst eine Entscheidung getroffen zu haben:

FDS 6 wird standardmäßig Kevin McGrattans iterativen Löser nutzen. Dabei wird per Voreinstellung für die maximale Anzahl Iterationen ein Wert von 5 gewählt. In wie fern die gewählten Voreinstellungen eine abschließende Lösung darstellen, oder als Kompromiss zwischen Genauigkeit und Geschwindigkeit zu bewerten sind, muss noch untersucht werden.

Damit einhergehend wurde ‚Superbee‚ (Flux_Limiter = 2) für LES-Simulationen als Standard gesetzt.

 

Mixture Fraction

Das Verbrennungsmodell von FDS basiert auf dem Mischungs-Bruch-Ansatz, bei dem die Masse von verbranntem und unverbranntem Brennstoff zueinander in Verhältnis gesetzt wird und darüber dann die Massenanteile von N2, O2, CO2 und H2O festgelegt werden.

 

Mixture Fraction Combustion - FDS User's Guide

Der Vorteil dieser Vereinfachung war unter Anderem der, daß die Ausbreitung des Brennstoffs und der aus der Verbrennungsreaktion resultierenden Produkte zusammen, in einem Schritt simuliert werden konnte und so der Simulationsaufwand reudziert wurde.

FDS 6 wird zukünftig die Ausbreitung des Brennstoffs und der Reaktionsprodukte getrennt simulieren: „We track the fuel and product gases separately.“

Die obenstehenden Änderungen an den grundlegenden Techniken bzw. den Voreinstellungen der kommenden Version 6 sind das Ergebnis monatelanger Abeit der Entwickler, stellen aber nur einen kleinen Teil der geplanten Änderungen für FDS 6 dar.

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