气体爆炸模拟与FLACS软件介绍
气体泄漏、爆炸、粉尘爆炸的安全评估和定量风险分析正日益受到越来越多的重视。在海洋平台、岸上石油化工厂、煤矿等设施中的爆炸以及在城市、工厂、民房等设施中的有毒/可燃气体泄漏和扩散的安全评估和分析越来越需要更加专业和精确的解决方案。采用传统的事故后果预测方法的用户们已经开始寻求更加精确的爆炸安全咨询方案和后果预测工具
图1 Flacs模拟计算可视化图
FLACS简述
FLACS是一个用有限体积法在三维笛卡尔网格下求解可压N-S方程的CFD软件。FLACS使用标准的k-ε湍流模型，并采用了一些重要的修正。FLACS采用一个描述火焰发展的模型实现对燃烧和爆炸的建模，研究局部反应随浓度、温度、压力、湍流等参数的变化。对复杂几何形状的准确描述以及将几何形状和流动、湍流和火焰相结合是建模的关键因素之一，也是FLACS的一个重要优势
采用分布式多孔结构的思想(distributed porosity concept)表现几何形状是FLACS相比其他CFD工具的重要优势之一。 将小于网格尺度的火焰用亚格子模型来表现，这对于研究火焰和小于网格尺寸的物体之间的相互作用是很重要的。
FLACS程序能够研究复杂结构的通风情况，定义泄漏源的种类，气体泄漏到复杂结构的扩散过程，和点燃这样一个真实云团，在更真实场景下研究爆炸过程。 因此，这个特点使得FLACS可以研究风向、风速、泄漏尺寸、泄漏方向、点火位置和点火时间等因素对爆炸特性的影响。
图2 Flacs模拟应用
使用FLACS软件工具可以基于真实、复杂几何场景评估假定释放的可燃气体、粉尘的扩散以及潜在的后续爆炸情况的后果，以便确定作用在研究对象上的设计爆炸载荷。FLACS模拟爆炸的结果有助于：
Ø 基于真实的通风情况和泄漏情况的爆炸后果研究；
Ø 推断爆炸风险，作为质量可靠性保证；
Ø 最优化防爆安全设计；
检验现有的防爆设施，等等。
厂家提供的硬件配置基本资料
CPU 支持intel和AMD最新X86架构处理器
内存 2GB以上
硬盘 仿真数据空间要求100GB以上
图卡 要求Nvidia
显示 1920*1200,24位色彩以上
爆炸模拟计算软件特点与硬件配置方案的分析
由于FLACS采用计算流体力学的方法进行模拟计算，这是按网格划分计算模式，可以推断模拟计算规模和性能要求方面，主要在CPU和内存的方面，比如4核Xeon E3， 8核Xeon，或12核Xeon架构，通常网格计算，cpu核数和内存比例为1:3~4, 4核对应12~16GBGB，8核对应24~32GB，12核对应36~48GB，硬盘方面随着计算规模增大，数据回写和虚拟内存的读写有一定要求，推荐SAS和适当的阵列，来弥补单硬盘的带宽不足。
另外，可视化方面，通过厂家对显卡和显示分辨率要求，这属于后期数据可视化的应用，所以对显卡的图形处理性能以及硬盘读写速度还有一定要求的。推荐基于OpenGL Nvidia专业图卡，按低中高性能要求推荐Quadro600，Quadro2000，Quadro4000。
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