基于负载均衡分区法的建筑火灾并行数值模拟及应用

doi:10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.11.015

上海交通大学学报 ›› 2018, Vol. 52 ›› Issue (11): 1524-1531.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.11.015

基于负载均衡分区法的建筑火灾并行数值模拟及应用

江列霖，杨培中，史超

上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240

发布日期:2025-07-02
通讯作者: 杨培中，男，教授，博士生导师，电话（Tel.）：021-34206057；E-mail: pzyang@sjtu.edu.cn.
作者简介:江列霖（1991-），男，福建省福州市人，硕士生，从事建筑火灾的数值模拟研究.
基金资助:
国家自然科学基金（11672184，11272214）

Numerical Parallel Simulation and Application of Building Fire Based on Load Balance Domain Decomposition Method

JIANG Lielin，YANG Peizhong，SHI Chao

State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China

Published:2025-07-02

摘要/Abstract

摘要： 针对建筑火灾数值模拟过程占用计算资源大的问题，采用并行计算方法，综合考虑建筑火灾数值计算中的网格数、通信边界、火源位置以及可燃物密集程度，提出了建筑火灾数值模拟的负载均衡分区算法.并将此方法应用于农贸市场大型火灾数值模拟的并行计算中，与采用传统的递归坐标二分法的计算结果进行了对比.结果表明，建筑火灾负载均衡分区法具有更好的加速比与并行效率.

关键词: 建筑火灾, 区域分解, 负载均衡, 并行计算

Abstract: Aiming at the problem of occupying large computation resources in the process of building fire numerical simulation, a new parallel computation method based on load balance is proposed. The method is based on the characteristics of number of grid, communication boundary, fire location and combustible density. This method is applied to the wholesale market large fire parallel numerical simulation, and the results show that this method has better parallel efficiency, and verify the feasibility of the method, compared with the traditional topology partition method.

Key words: building fire, domain decomposition, load balance, parallel computation

中图分类号:

X 928

江列霖，杨培中，史超. 基于负载均衡分区法的建筑火灾并行数值模拟及应用[J]. 上海交通大学学报, 2018, 52(11): 1524-1531.

JIANG Lielin，YANG Peizhong，SHI Chao. Numerical Parallel Simulation and Application of Building Fire Based on Load Balance Domain Decomposition Method[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2018, 52(11): 1524-1531.

参考文献

［1］MERCI B, MAELE K V. Numerical simulations of full-scale enclosure fires in a small compartment with natural roof ventilation［J］. Fire Safety Journal, 2008, 43(7): 495-511. ［2］MADRZYKOWSKI D, BRYNER N, KERBER S I. The NIST station nightclub fire investigation: Physical simulation of the fire［J］. Fire Protection Engineering, 2006, 29(1): 31-46. ［3］姜蓬, 邱榕, 蒋勇. 基于数值模拟的某大厦特大火灾过程调查［J］. 燃烧科学与技术, 2007, 13 (1): 76-80. JIANG Peng, QIU Rong, JIANG Yong. Investigation of a mansion fire based on numerical simulation［J］. Journal of Combustion Science and Technology, 2007, 13 (1): 76-80. ［4］姚光耀, 杨培中, 谈迅. 基于大涡模拟和线性规划的火灾重构方法研究［J］. 系统仿真学报, 2015, 27(7): 1418-1425. YAO Guangyao, YANG Peizhong, TAN Xun. Fire reconstruction method based on LES and linear programming［J］. Journal of System Simulation, 2015, 27(7): 1418-1425. ［5］孙国军, 陶冶, 薛素铎. 基于不同时间-温度场模型的索穹顶火灾响应分析［J］. 天津大学学报, 2016, 49(S1): 88-96. SUN Guojun, TAO Ye, XUE Suduo. Analysis of fire response for cable dome based on different time-temperature field models［J］. Journal of Tianjin University, 2016, 49(S1): 88-96. ［6］BAUM H R, MACAFFERY B J. Fire induced flow field-theory and experiment［J］. Fire Safety Science, 1989(2): 129-148. ［7］李政, 金先龙, 亓文果. 流体-结构耦合问题的有限元并行计算研究［J］. 计算力学学报, 2007, 24(6): 727-732. LI Zheng, JIN Xianlong, QI Wenguo. Study on the parallel algorithm for finite element simulation of fluid-structure interaction［J］. Chinese Journal of Computational Mechanics, 2007, 24(6): 727-732. ［8］钟世梁. MPI环境下传热流动问题的并行数值计算［D］. 上海: 上海交通大学船舶海洋与建筑学院, 2005. ZHONG Shiliang. Parallel numerical simulation for flow and heat transfer problem under MPI environment［D］. Shanghai: School of Naval Architecture, Ocean & Civil Engineering, Shanghai Jiao Tong University, 2005. ［9］YAO H W, ZHAO Z, LIANG D, et al. Parallel computing of numerical simulation in building fires［J］. Journal of Computers, 2012, 7(11): 2680-2683. ［10］王勇献, 张理论, 刘巍, 等. CFD并行计算中的多区结构网格二次剖分方法与实现［J］. 计算机研究与发展, 2013, 50(8): 1762-1768. WANG Yongxian, ZHANG Lilun, LIU Wei, et al. Grid repartitioning method of multi-block structured grid for parallel CFD simulation［J］. Journal of Computer Research and Development, 2013, 50(8): 1762-1768. ［11］GUO Y Z, JIN X L. Parallel computing for seismic response analysis of immersed tunnel with domain decomposition［J］. Engineering Computations: International Journal for Computer-Aided Engineering and Software, 2007, 24(2): 182-199. ［12］MCGRATTAN K, MCDERMOTT R, HOSTIKKA S, et al. Fire dynamics simulator (version 6) user’s guide［M］. New York: National Institute of Standards and Technology Special Publication, 2014. ［13］HOOKE R, JEEVES T A. “Direct search” solution of numerical and statistical problems［J］. Journal of the ACM, 1961, 8(2): 212-229. ［14］MCGRATTAN K, BAUM H, REHM R, et al. Fire dynamics simulator (version 6) technical reference guide［M］. Gaithersburg: NIST special publication, 2014. ［15］HURLEY M J, GOTTUK D T, JR J R H, et al. SFPE handbook of fire proctection engineering［M］. 3rd edition. New York: Springer, 2002.

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[1]	管延敏, 杨彩虹, 康庄, 周利. 一种改进GPU加速策略在光滑粒子流体动力学方法中的应用[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(8): 981-987.
[2]	张泽龙, 张颖超, 伍波, 董威, 樊友本. 高灰度级高分辨率激光散斑血流实时成像研究[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(5): 552-559.
[3]	张晓慧，柏君励，顾解忡，马宁. 一种不可压缩二维流动的显式逐次超松弛并行算法[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(6): 681-687.
[4]	王小庆a,b，金先龙a,b，曹源a. 大规模输水隧道水锤效应三维数值模拟[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2016, 50(01): 98-102.
[5]	池子文a,b，张丰a,b，杜震洪a,b，刘仁义a,b. 云环境下基于预分片的遥感数据并行重采样方法[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(11): 1627-1632.
[6]	瞿叶高, 华宏星, 孟光, 谌勇, 龙新华. 基于区域分解的组合结构振动分析方法 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(09): 1487-1492.
[7]	印桂生1, 王海玲1, 2, 张菁1, 倪军2, 王建3. 快速高效的碰撞检测算法 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(06): 962-966.
[8]	王建炜, 金先龙, 曹露芬, 张伟伟. 列车载荷下隧道联络通道动态响应的并行计算[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(04): 591-595.
[9]	王建炜, 金先龙, 王新, 张伟伟. 双线隧道联络通道地震响应的并行数值分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2011, 45(10): 1557-1561.
[10]	曹露芬,金先龙,吴惠明，杜新光,. 施工中隧道与运输车辆动态耦合的并行计算方法 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2010, 44(11): 1534-1538.
[11]	甄希金，武殿梁，朱洪敏，范秀敏. 交互虚拟装配仿真过程中物体间间隙动态计算方法[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2010, 44(02): 259-0263.

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