Системный анализ моделей описания процессов возникновения и развития пожара

Системный анализ моделей описания процессов возникновения и развития пожара

Автор: Моторыгин, Юрий Дмитриевич

Автор: Моторыгин, Юрий Дмитриевич

Шифр специальности: 05.13.01

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2011

Место защиты: Санкт-Петербург

Количество страниц: 247 с. ил.

Артикул: 5092092

Стоимость: 250 руб.

Системный анализ моделей описания процессов возникновения и развития пожара  Системный анализ моделей описания процессов возникновения и развития пожара 

1.2. Перколяционная модель описания процессов развития пожара
3. Описание процессов развития горения с помощью фракталов
4. Стохастическое моделирование пожара
Выводы
ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СООТВЕТСВИЯ МАРКОВСКОЙ МОДЕЛИ
РАСПРОСТРАНЕНИЮ ПОЖАРА ПО СТРУКТУРИРОВАННОЙ ПОЖАРНОЙ НАГРУЗКЕ 4
I. Исследование развития горения в зависимости от структуры пожарной
нагрузки
IV.2. Экспериментальное исследование динамики горения трех и четырх
соприкасающихся модулей 2
3. Обоснование использования Марковской модели для анализа процесса
горения
Выводы
ГЛАВА V. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАРКОВСКИХ МОДЕЛЕЙ ВОЗНИКНОВЕИЯ И РАЗВИТИЯ
ГОРЕНИЯ 9
I. Эргодические модели развития пожара
V.2. Поглощающие модели развития пожара
V.3. Модели возникновения горения
Выводы
Использование энергии горения явилось фундаментом социальной эволюции
человечества. Поэтому с момента осознанного использования огня люди
столкнулись с необходимостью предсказания развития процесса горения. Уже на
самой ранней стадии цивилизации человек был вынужден определять горючесть и
негорючесть окружающих его веществ и материалов, их способность к
воспламенению, условия оптимального горения и оценивать различные опасности,
связанные с пожарами. За многие тысячелетия интенсивной эксплуатации огня как
источника энергии человек постоянно сталкивался с опасными факторами,
возникающими в ходе развития горения или пожара. Это привело к формированию
ряда технических дисциплин, изучающих вопросы возникновения пламени, развития
горения, условия перехода его в катастрофические режимы или пожары и вопросы,
связанные с их тушением и предупреждением. Постепенно возникла такая
политехническая дисциплина, как пожарное дело. Данное направление
сформировалось при достаточном развитии физикохимических знаний о процессах
горения, современные представления о которых можно отсчитывать с момента
публикации работ Хемфри Деви и Майкла Фарадея.
Основными направлениями пожарного дела являются тушение, профилактика и
экспертиза пожаров. В любом из них специалисты, так или иначе, сталкиваются с
необходимостью моделирования процессов горения при пожаре. Это нашло отражение
и в нормативном формировании свода противопожарных норм и правил. На
сегодняшний день задачи стоящие перед пожарной охраной, как правило, решаются
путем все более глубокой детализации обстоятельств, приводящих к пожарам и к
природным или техногенным катастрофам. Такая детализация и связанные с ней
многочисленные ограничения усложняют и затрудняют
процессы хозяйственной деятельности и промышленного развития. Соответственно
возникают предпосылки к применению моделирования и гибкого нормативного
регулирования противопожарного состояния промышленных и природных объектов. Это
направление широко представлено за рубежом. В нашей стране оно интенсивно
развивается московской школой исследователей.
Статистические данные за последние более чем лет показывают устойчивый рост
природных и техногенных пожаров и катастроф. Это означает, что применение
современных методов регулирования устойчивого состояния промышленных систем
недостаточно эффективно. Причина данных обстоятельств чаше всего заключается в
отсутствии исследования системных связей противопожарного состояния объекта и
обстоятельств, влияющих на него косвенно либо в результате воздействия самого
комплекса противокатастрофных мероприятий или мер, возникших изза
ограниченного модельного описания интересующих процессов.
Таким образом, системные исследования моделирования описания процессов
возникновения и развития пожара лежат в основе формирования эффективного
комплекса противопожарных мер на любом объекте.
Важная проблема, применительно к пожарному делу, состоит в отсутствии
классификации различных способов прогнозирования возникновения и развития
процессов горения. В данной работе предложена классификация различных типов
модельных описаний пожарной опасности. Детально она рассмотрена в последующих
главах работы. Основные направления могут быть классифицированы следующим
образом
Эмпирическое направление. Возникновение опасных факторов пожара анализируется
исключительно из опытных данных и не подвергается какомулибо теоретическому
обоснованию.
Нормативное регулирование безопасности при неконтролируемом развитии горения.
Данное направление изначально сформировалось стихийно. Это свод правил и
обычаев, регулирующий распределение в населенных пунктах домов с очагами,
складов горючих и не горючих материалов, устройств по предупреждению и
ликвидации возникновения и развития пожаров и т.д.
Экспертная оценка пожарной опасности. Она вытекает из первых двух направлений,
но обладает той особенностью, что требует коллективного заключения о пожарной
опасности объекта или процесса наиболее опытных и знающих людей, впоследствии
названных экспертами.
Математическое моделирование возникновения и развития пожара. Математическое
моделирование динамики пожаров, на сегодняшний день, опирается на классическое
описание процессов, протекающих при горении, и сводится к решению системы
дифференциальных уравнений, содержащих большое количество параметров.
Стохастическое описание процессов развития горения. Данный подход использует в
своих моделях минимально возможное количество параметров и опирается на раздел
математики, основанный русским математиком Марковым. Этот раздел является
мощным направлением в исследованиях различных естественных и технических наук
и в настоящее время переживает состояние своего второго рождения в связи с
такими новыми разделами математического моделирования и системного анализа как
детерминированный хаос, фрактальная геометрия, перколяционная теория, теория
катастроф, сети Петри и так далее.
Модельные описания развития пожаров необходимы не только в практических целях,
например, для оптимизации путей эвакуации, при расчете мощности систем
вентиляции или при выборе способов пожарной защиты. Возникновение и развитие
пожара это проявление определенных закономерностей естественнотехнического
характера, моделирование которых может быть использовано при исследовании и
расследовании пожаров. Современная методика расследования причин возникновения
пожаров основана на изучении состояния объекта после ликвидации пожара.
Рекомендуемая при этом реконструкция пожаров основана на опыте, интуиции,
внутреннем убеждении специалиста или эксперта. Поэтому часто в суде
рассматриваются дела, в которых имеются экспертизы, противоречащие друг другу.
При неоднозначности выводов о технической причине пожара необходимо иметь
методику, позволяющую количественно оценить вероятность той или иной причины.
Очевидно, что процесс возникновения и развития пожара является
многопараметрическим и зависит от большого количества факторов и граничных
условий. В силу этих обстоятельств, любое детальное математическое описание
сталкивается с проблемой неоднозначности различных рассчитываемых
физикохимических характеристик. По сути, это основной недостаток
детерминированного математического описания развития пожаров. Еще один
недостаток классического подхода заключается в том, что результаты
моделирования достаточно масштабных объектов практически не могут быть
проверены экспериментально.
Так как математические описания развития процесса горения в рамках
классических представлений требовали большого количества экспериментальных
данных, это привело к избыточности исследуемых параметров в эмпирическом
подходе и соответственно отразилось на нормативном регулировании пожарной
безопасности. В результате, в настоящее время нормативные документы используют
устаревшие данные, несколько оторваны от практики и не могут быть истолкованы
однозначно. Таким образом, классическое моделирование не может быть проверено
полномасштабным экспериментом, и остается, как считается за рубежом,
достаточно объективной только экспертная оценка.
На особом положении находится практически не применяемое до настоящего момента
стохастическое моделирование. Стохастические описания развития пожаров
изначально опираются на эмпирические и экспертные данные. Это их основное
достоинство. Применение их к таким сложным процессам, как возникновение горения
и развитие пожаров, является наиболее эффективным направлением
моделирования.
Поскольку пожары относятся к сложным системам, то из сказанного выше следует,
что адекватное моделирование этих процессов возможно только с использованием
всех направлений моделирования, то есть с помощью системного подхода. При
разработке моделей сложных систем возникают проблемы, относящиеся не только к
природным свойствам составляющих их элементов и подсистем, но и к
закономерностям функционирования системы в целом. Системный подход к
исследованию возникновения и развития горения заключается в том, что
разрабатываемая модель должна рассматриваться с позиции более высокого уровня,
сочетать все возможные направления моделирования и использовать при модельном
описании оптимальное количество параметров. Целью любого моделирования
является принятие решения.
Слишком большое количество модельных параметров не позволяет сделать его
оптимальным.
Актуальность


ГЛАВА I. ГЛАВА И. II. II. II. ГЛАВА III. III. ГЛАВА IV. IV. ГЛАВА V. V.2. V.3. Хемфри Деви и Майкла Фарадея. Эмпирическое направление. Нормативное регулирование безопасности при неконтролируемом развитии горения. Данное направление изначально сформировалось стихийно. Экспертная оценка пожарной опасности. Математическое моделирование возникновения и развития пожара. Стохастическое описание процессов развития горения. Марковым. Петри и так далее. Это, в основном, и составляет актуальность данного исследования. Маркова. Маркова. Научная новизна. Маркова. Практическая значимость. Реализация результатов исследования. МЧС России. МЧС России. Формализованная структура методов моделирования процессов развития пожаров. Апробация работы. СПб. СПб. СПб. СПб. МЧС России СПб. СПб. СПб. России СПб. СПб. Ii й i xi i. XXII зимних олимпийских игр в году в г. СПб. Российской Федерации СПб. Вологда, . Публикации. Глава I. Постановка задачи исследования. Построение модели исследуемого объекта. Цель должна быть формализована 2, 9. Сама система, в свою очередь, состоит из подсистем. Построение модели это формализация изучаемой системы, процесса или явления. Построение модели это процедура не формальная. На принципах моделирования базируется любой метод научного исследования. Задача исследователя прогнозировать характер явления и ход процесса. Особую роль в науке играют математические модели. На рисунке 1 предложена современная классификация моделей. Рисунок 1. Современная классификация моделей. В этом случае получают стохастическую модель. По степени полноты модели делятся на полные, неполные и приближенные.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.247, запросов: 244