2024年5月8日发(作者：)

火灾动态模拟器FDS软件介绍

摘要：

FDS（Fire Dynamics Simulator）作为研究火灾中烟气传播规律以及火灾预防研究的

开源代码，在科学研究和工程实践中得到日益广泛的应用，本文简要介绍了该软件的特点、

安装平台、编译、使用方法以及注意事项，在文章末尾给出了几个典型的应用实例。

1. 简介

FDS（Fire Dynamics Simulator）是美国国家标准研究所（NIST：National Institute

of Standards and Technology）建筑火灾研究实验室（Building and Fire Research

Laboratory）开发的模拟火灾中流体运动的计算流体动力学软件。该软件采用数值方法求

解受火灾浮力驱动的低马赫数流动的NS方程（粘性流体NavisStokes），重点计算火灾中的

烟气和热传递过程。由于FDS是开放的源码，在推广使用的同时，根据使用者反馈的信息

持续不断地完善程序。因此，在火灾科学领域得到了广泛应用。其源码可以从

/fds/下载并学习。

该软件发展到现在已有25年的历史，在九十年代中期，LES（large-eddy simulation）、

NIST-LES、LES3D、 IFS（Industrial Fire Simulator）和ALOFT(ALarge Outdoor Fire

Plume Trajectory)等代码统一被整理发展成为FDS，从2000年开始对外发布，2001年12

月发布第二版，2002年12月发布了第三版，2004年8月发布了第四版，2005年发布了第

五版，当前版本为5.2。

该程序源码包括25个独立的Fortran文件，每个都是模型相关的程序，比如：质量方

程、动量方程、能量方程、压力求解、灭火洒水等。该软件就有很大的开放性，其源码放

在特定的ftp上，即使做了小的改动，也可以在ftp上发现新文件；除此之外，专门的讨论

区便于使用者交流经验与发现问题。

Smokeview是用于展示FDS模拟结果的可视化程序。

2. 软件特点

FDS自2000年公开发布以来受到了普遍的关注，据统计，该模型大约一半应用于烟气

控制系统和喷

头、探测器的激活启动的研究设计，另一半应用于居民和工业建筑火灾后的重建和修

复设计。通过一系列的发展，FDS致力于解决火灾保护工程中的实际消防问题，与此同时，

也为火灾动力学和燃烧的理论研究提供工具。

1．流体动力学模型： FDS 数值求解热驱动下低速流动的N-S方程。其核心算法为显

式预估

校正方案，时间和空间采用二阶精度，湍流采用Smagorinsky形式的大涡模拟（LES，

Large Eddy

Simulation），在足够细的网格下能实施直接模拟（DNS, Direct Numerical

Simulation），缺省状况下使用LES。采用拉格朗日粒子法追踪洒水和燃料喷雾模型。

2．燃烧模型：对于大多数应用，FDS采用混合物燃烧模型。该模型假设燃烧混合控制，

燃料和氧