Kursplan för
Simulering av rumsbrand (CFD)
Simulation of Fires in Enclosures
VBRF15, 9 högskolepoäng, G2 (Grundnivå, fördjupad)
Gäller för: Läsåret 2012/13
Beslutad av: Utbildningsnämnd 2
Beslutsdatum: 2012-03-16
Allmänna uppgifter
Valfri för: BI3, RH4
Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska
Syfte
Kursen är avsedd att ge kunskap om hur man simulerar brand- och
brandgasspridning med ”Computational Fluid Dynamics”, (CFD),
med olika modelleringsmetoder (LES och RANS) vid brandteknisk
dimensionering och brandutredningar samt en förståelse för de
ingående numeriska och fysikaliska modellernas begränsning och
kännedom om de vanligaste felkällorna.
Mål
Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten
- Kunna beskriva de ingående fysikaliska modellerna för
konservering av massa, ämnen, energi och rörelsemängd.
- Kunna beskriva olika numeriska metoder för att lösa
ekvationssystemen.
- Kunna identifiera ingående delmodellers begränsningar och
vanligaste felkällor.
Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten
- Kunna beräkna hur brandgaser sprids i olika
rumskonfigurationer med hjälp av CFD-program.
- Kunna värdera beräkningarna mot experimentella data.
- Kunna bedöma hur man kan skatta osäkerheten i en simulering
beroende på de antagande som görs i de ingående fysikaliska och
numeriska modellerna.
- Kunna förstå och använda facktermer inom området simulering
ar brandförlopp med CFD.
- Kunna muntligt och skriftligt redogöra för och diskutera
innebörden av genomförd simulering av brandgasspridning i
samband med brandteknisk dimensionering och brandutredning.
- Kunna tillgodogöra sig material i tekniska referens- och
användarmanualer för avancerade simuleringsprogram för
brandgasspridning.
- Kunna med viss självständighet utnyttja nyvunna kunskaper
för nya brandtekniska dimensioneringsfall.
Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten
- Visa insikt i de brandtekniska simuleringsmetodernas
möjligheter och begränsningar, dess roll vid avancerad
byggnadsteknisk projektering och människors ansvar för dess
nyttjande och självständigt analyserande.
- Visa förmåga att identifiera sitt behov av ytterligare
kunskap och att fortlöpande utveckla sin kompetens om brandteknisk
simulering.
Kursinnehåll
- Introduktion till CFD
- Tid och längdskalor vid brand
- Turbulensmodeller
- Numeriska metoder
- Large eddy simulering (LES)
- Förbränningsmodeller
- Strålningsmodeller
- Sotmodeller
- Värmeöverföringsmodeller
- Uppbyggnad och hantering av CDF-modeller
Kursens examination
Betygsskala: UG
Prestationsbedömning: Skriftlig individuell tentamen samt godkända individuella inlämningsuppgifter och gruppuppgift. Gruppuppgiften skall redovisas både muntligt och skriftligt. Den skriftliga grupprapporten ska följa Brandtekniks regler för inlämningsuppgifter på nivå II, http://www.brand.lth.se/fileadmin/brandteknik/utbild/inuppgkrav.pdf.
Antagningsuppgifter
Förkunskapskrav:
Förutsatta förkunskaper: VBR022 Brandkemi.
Begränsat antal platser: 40
Urvalskriterier: Antal poäng som återstår till examen. Förtur för studerande på brandingenjörsprogrammet årskurs 3.
Kursen överlappar följande kurser: VBRN15, VBR200
Kurslitteratur
- Föreläsningsanteckningar.
- Manualer till olika datorprogram exempelvis AC3D, SOFIE, FDS, CFX och visualiseringsprogram.
- SFPE-handboken Kap 3:8 ”Modelling Enclosure Fires Using CFD” by G.Cox and S.Kumar.
- Carlsson, J: Computational strategies in flame-spread modelling involving wooden surfaces. Brandteknik, Report 1028 Lic.avhandling Lund 2003. kapitel 4-6.
Kontaktinfo och övrigt
Kursansvarig: Professor Patrick van Hees, Patrick.van_Hees@brand.lth.se
Övrig information: I grupparbeten förutsätts aktivt deltagande. Varje gruppmedlem skall enskilt kunna redovisa och svara för innehållet. Uppfyller inte en medlem övrigas krav på aktiv medverkan, eller åsidosätter sina åtaganden, kan beslut av examinator om omplacering till annan grupp eller underkänt betyg erhållas.