Analisi quantitativa – Come la facciamo noi in FSE Italia (parte 3 di 4)

Il Processore FDS in azione

In questa terza parte della nostra serie sull’Analisi Quantitativa, esploreremo il processo di preparazione del file FDS utilizzando principalmente PyroSim.

Creiamo un modello utilizzando Autodesk Revit e lo esportiamo come file FBX per poi importarlo in Pyrosim. Sebbene Pyrosim abbia alcuni strumenti CAD per la creazione di modelli 3D, preferiamo utilizzare Revit. Lo sviluppo del modello in 3D, solitamente parte dai disegni in 2D della pianta, dei prospetti e delle sezioni. In alcuni casi è proprio il committente a fornirci il modello in Revit o in altri formati.

Successivamente aggiungiamo le mesh al modello 3D tramite PyroSim, utilizzando una mesh più fitta di celle nella zona di iniezione dell’incendio. Le mesh sono importanti per il calcolo matematico delle equazioni di Navier-Stokes per il calcolo delle grandezze (temperatura, pressione e velocità dei fluidi) all’interno delle celle.

In base a ciò che vogliamo misurare, inseriamo dei dispositivi di rivelazione per misurare la temperatura in alcuni punti oppure misurare altre grandezze, come la velocità dell’aria o la pressione. Impostiamo le slice sull’asse x, y e zeta per rilevare le temperature o la visibilità in punti specifici dell’edificio che ci interessano.

Le ventilazioni naturali o forzate da un impianto sono un’altra impostazione necessaria. Le caratteristiche dei materiali combustibili sono fondamentali per la modellazione dell’incendio: si inserisce una potenza termica per unità di superficie che può essere data da un grafico ricavato attraverso una formula standard (curva quadratica) oppure ricavato da un esperimento di laboratorio (curva empirica).

Infine, impostiamo il tempo di simulazione in secondi. Quando è conclusa la fase di preparazione, PyroSim crea un file .fds che viene “lanciato” attraverso il software fds.exe installato sullo stesso computer, oppure su un altro PC in un datacenter o in un cluster-center. Quest’ultima soluzione per noi è fondamentale perché i datacenter garantiscono il funzionamento delle macchine per 24 ore su 24 e 7 giorni su 7, inoltre hanno una potenza di calcolo superiore rispetto ai calcolatori in ufficio oppure, come nel caso dei cluster-center, mettono a disposizione delle potenze di calcolo aggregate ovvero il calcolo viene eseguito su più macchine computazionali.

La durata del calcolo varia a seconda del numero di celle presenti nelle mesh. Le simulazioni possono essere diverse a seconda della complessità degli scenari d’incendio e dei risultati che vogliamo ottenere.

Alla fine della simulazione, il software FDS crea una cartella contenente diversi file, incluso un file con estensione .smv che può essere interpretato dal post-processore come Smoke-View della NIST oppure dallo stesso PyroSim. Questo file contiene tutti i risultati impostati all’inizio e può anche produrre filmati sull’evoluzione dell’incendio.

Nel prossimo articolo, esploreremo come vengono interpretati i risultati del Post-Processore.