附录B (规范性附录)计算方法的验证与确认程序

B.1 概述
    计算方法的验证和确认,即判定计算方法反映真实现象的准确程度,以及判定该计算方法对概念模型的描述及其求解的精确程度。验证是判定方程是否得到正确求解。如果方程正确,下一步就是确认,以保证结果与真实情况相符。
B.2 计算机模型的建立和模拟的一般过程
    图B.1给出了计算机模型的建立和模拟的一般过程,以及验证与确认在这些过程中的作用。火灾计算机模型的建模和模拟也是如此。

图B.1 计算机模型的建立和模拟的一般过程
概念模型通过分析真实现象(有时是物理系统)而建立,由描述物理系统的数学模型和方程构成(N-S方程,能量及质量守恒定律,以及附加物理模型,如湍流模型、人员行为、结构行为、风险等)。验证过程是处理概念模型和计算机模型之间的关系,而确认过程是处理计算机模型与真实现象之间的关系。
B.3 计算方法的验证和确认
    B.3.1 数学模型建立过程
        图B.2是从图B.1发展而来,给出了计算模型的验证和确认的流程图,其中指明了代数方程的使用阶段。首先,利用测试、试验或调查,对真实现象进行感性认识,建立概念模型,再将高度复杂的概念模型进行近似处理和简化,进而再发展成为一组数学关系,即数学模型。在保证足够的精确度和可接受的求解能力条件下(如时间和计算机运算能力),获得求解。
    B.3.2 对计算方法基础理论的评审要求
        计算方法的理论基础需要有一个或多个熟悉火灾理论和计算技术的专家进行评审。评审应包括文件的完备性,特别是一些数值近似。评审者应能够判断是否存在已公开文献以证明方法的合理性。对于代码中的常量和缺省值同样要进行精确性和适用性评估。适用性评估更为重要,因为对于特定场景,常量可能有特定取值,在有些情况下,需要对常量值进行调整。对于输入变量,要明确其取值的上限和下限,以此将计算方法的应用限制在合理范围之内。
    B.3.3 验证和确认的流程
        为了发现计算方法当中可能导致错误结果出现的源头问题,应对其进行验证和确认。图B.2中包含了代数方程的框图,这些与火灾现象相关的数学公式比较复杂,对经验公式计算方法的评估不需要使用这些代数方程。
        本流程不仅限于火灾蔓延及类似问题的处理,同时也适用于对人的行为和运动以及风险评估计算方法的评估、验证与确认(风险=发生概率×后果,见GB/T 31593.3)。
图B.2 模型评估流程图(包括验证与确认)

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