Validazione – Documenti NIST

Validazione del modello FDS

In questa sezione sono riportati i documenti pubblicati dal National Institute of Standards and Technology (NIST) relativi al processo di validazione di FDS.
Il codice ASTM E 1355 “Standard Guide for Evaluating the Predictive Capability of Deterministic Fire Models” (http://www.astm.org/Standards/E1355.htm) definisce la validazione di un modello di simulazione di incendio come: “il processo relativo alla determinazione della precisione dei risultati ottenuti da un modello quando applicato per un uso specifico”. Il processo di validazione del modello è costituito da due procedure fondamentali: la verifica e la convalida. La verifica è un processo utilizzato per valutare la correttezza della soluzione delle equazioni che governano il modello. AI fini della verifica non importa che le equazioni che governano il modello sono appropriate, ma solo che le equazioni sono risolte correttamente. La convalida è un processo per determinare l’adeguatezza delle equazioni che governano il modello matematico relativo ai fenomeni fisici trattati. In genere, la convalida si ottiene confrontando i risultati del modello con i dati sperimentale misurati durante gli esperimenti. Piccole differenze che non possono essere spiegate in termini di errori numerici nel modello o di incertezza nelle misure sperimentali sono attribuiti alle ipotesi di base e alle semplificazioni introdotte nel modello fisico. La validazione è fondamentale per stabilire il campo di utilizzo e le limitazioni di un modello definito accettabile. Durante la fasi dello sviluppo di FDS sono state eseguite varie forme di validazione, sia dal NIST che da altri enti e laboratori. In questa sezione del sito sono riportati i risultati del lavoro di validazione condotti sul modello FDS.

Il processo di Validazione può essere riassunto in 3 passi:

1. confrontare le predizioni del modello con i risultati della sperimentazione;
2. quantificare le differenze in funzione delle incertezze, sia delle misurazioni che nei dati di input del modello;
3. decidere se il modello è appropriato per la data richiesta.

Il manuale di FDS relativo alla validazione “Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide Volume 3: Validation” tratta esclusivamente i punti 1 e 2. La decisione di cui al punto 3 è responsabilità dell’utente finale.
Affermare che FDS è “Validato” vuole dire che l’utente finale ha quantificato l’incertezza del modello per una determinata applicazione e ha deciso che il modello è appropriato.

Il team di sviluppo di FDS confronta costantemente le previsioni del modello con i rilievi sperimentali, ma in ultima analisi deve essere l’utente finale a decidere se il modello è adeguato per il lavoro che intende svolgere. Il manuale di FDS relativo alla validazione tratta le principali problematiche che devono essere presi in considerazione quando si decide se il modello FDS è appropriato per una determinata applicazione. Occorre considerare:

1. gli scenari di interesse;
2. le quantità di output previste;
3. il livello di accuratezza desiderato.

FDS può essere utilizzato per modellare la maggior parte degli scenari d’incendio e determinare quasi qualsiasi quantità di interesse (prodotti della combustione, trasmissione del calore, ecc.), occorre comunque considerare che la previsione del modello potrebbe non essere precisa a causa delle limitazioni nella descrizione della fisica del fuoco, e anche a causa della disponibilità di informazioni limitate sui combustibili, sulla geometria del dominio di calcolo ecc.