Kursplan för
Simulering av rumsbränder
Simulation of Fires in Enclosures
VBRN15, 5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)
Gäller för: Läsåret 2012/13
Beslutad av: Utbildningsnämnd 2
Beslutsdatum: 2012-03-16
Allmänna uppgifter
Huvudområde: Brandteknik.
Obligatorisk för: MFST1
Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska
Syfte
Kursen är avsedd att ge kunskap om hur man simulerar brand- och
brandgasspridning med ”Computational Fluid Dynamics”, (CFD),
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 i detalj modeller för strålning, förbränning
och turbulens (RANS, LES).
- 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.
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.
- Visa förmåga att självständigt analysera och värdera CFD
resultaten.
- 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
- Vanliga felkällor och felsökning vid CFD-modellering
Kursens examination
Betygsskala: UG
Prestationsbedömning: Skriftlig individuell tentamen samt godkända individuella inlämningsuppgifter.
Antagningsuppgifter
Förkunskapskrav:
Förutsatta förkunskaper: Brandkemi.
Begränsat antal platser: 40
Urvalskriterier: Antagen till MFST eller avlagd BSc-examen eller motsvarande
Kursen överlappar följande kurser: VBR200
Kurslitteratur
- Föreläsningsanteckningar.
- Manualer till datorprogrammet FDS.
- Cox, G. and Kumar, S.: SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Chapter 3:8 ”Modelling Enclosure Fires Using CFD”. NFPA, Quincy, Massachusetts.
- Carlsson, J.: Computational strategies in flame-spread modelling involving wooden surfaces. Brandteknik, Report 1028 , 2003. Lic.avhandling Lund. Kapitel 4-6.
- Versteeg, H. K. and Malalasekera, W: An Introduction to Computational Fluid Dynamics, The Finite Volume Method (2nd Ed.). Harlow, Pearson Education Limited, 2007.
- Guan Heng Yeoh and Kwok Kit Yuen: Computational fluid dynamics in fire engineering,, Theory, modelling and practice. Butterworth-Heinemann, 2009. Finns även som e-bok.
Kontaktinfo och övrigt
Kursansvarig: Professor Patrick van Hees, Patrick.van_Hees@brand.lth.se