Физико-математическое моделирование сушки и зажигания слоя лесных горючих материалов

• Автор: Лобода, Егор Леонидович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 125 с. : ил

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ И ФАКТОРАХ. ВЛИЯЮЩИХ НА НЕЕ

1.1. Известные национальные методики прогноза пожарной опасности.

1.1.1. Канадская система прогноза пожарной опасности

1.1.2. Национальная система расчета пожарной опасности США

1.2. Современные рябоы по разработке методики про поза лесной пожарной опасности

1.2.1.0 десной пожарной опасности к критерии ВТ. Нестерова

1.2.2. Методика ЛенНИИЛХ

1.2.3. Методики, разработанные в Институте леса им. В.Н. Сукачева СО РАН г. Краснотрск

1.2.3. Методики Г.А. Доррсра, С.П Якимова

. Сведения о гсоимформаиионных системах ГИС
1.4. Крлкий обзор i по проблеме возникновении и раем рос ранении лесных пожаров и
раси рос ранению агритнюих примесей в а мкфсрс З
1.5. Выводы
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ О СУШКЕ ЛЕСНЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ ЛГМ
2.1. кспернмем i.ii.iii.i исследования сушки ЛГМ.
2.2. Обшая физическая модель залами о сушке с.юя ЛГМ
2.2. Конкретная постановка задачи о сушке слоя ЛГМ
2.4. Система уравнений ранимною стоя.
2.5. Система уравнении тепло и массопсреиоса для слоя ЛГМ.
2.6. Ьаза данных для математической модели и варианты сценариев сушки слоя ЛГМ 5Н
2.7. Граннчные и начальные условия лля основной системы уравнении
2.8. Осреднение исходной системы уравнений 2.5.2Н2.5.8 по толщине слон ЛГМ и упрощенная постановка задачи о сушке слоя ЛГМ.
2.9. Приведение основной системы уравнении к каноническому виду и постановка сопряженной задачи
ГЛАВА III. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О ТЕЧЕНИИ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ И СОПРЯЖЕННОЙ ЗАДАЧИ ТЕПЛО И МАССООБМЕНА
3.1. Использование переменных ДороднииыиаЛиза и приведение системы уравнений пограничного слоя к безразмерному виду
3.2. Сравнение с жчперименгальиыми данными
3. Результаты расчетов дли су точных шменсний метеоусловий и их анализ
3.4. Результаты расчетов дли сезонных изменений метеоусловий и их анализ
ГЛАВА IV. УПРОЩЕННАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ О СУШКЕ СЛОЯ ЛГМ, ЕЕ РЕШЕНИЕ. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
4.1. Упрощенная постановка задачи о сушке слои ЛГМ с использованием уравнении сохранения энергии для кфазы.
4.2. Результаты расчетов и их сравнение с эталонным решением, полученным в результате решения сопряженной задачи.
4.3 Упрошенная раздельная постановка задачи о сушке слоя ЛГМ.
4.4. Результаты расчетов дли суточных изменений месиусловмй и их анализ
4.5. Результаты расчетов для сезонных изменений метеоусловий н их анализ
4.6. Сравнение результа ти с расчетами в главе III
4.7. Влияние у гла наклона земний поверхности на сушку слоя ЛГМ
4.8. Результаты экспериментов о влиянии угла наклона земной поверхности на сушку ЛГМ.
4.9. Результаты расчетов для сушки ЛГМ дя различной лонопн солнечной радиации иС И
ГЛАВА V. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ О СУШКЕ СЛОЯ ЛГМ И ИХ ТЕСТИРОВАНИЕ.
5.1. Итсршпкшноинтерполнмномммй метол НИМ ра шоп паи схема
5.2. Сравнение результатов решения задачи Блазмуса
5.3. Алгоритм решения сопряженной постановки задачи тепло и мяссообмеиа
5.4. Метол Гира и сю применение к решению систем нелинейных обыкновенных дифференциальных урнименин III
5.5. Методика численного решения упрошенной постановки задачи о сушке слоя ЛГМ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований обсуждались и получили признание на Международных научных конференциях Пожары в лесу и на объектах лесохимического комплекса возникновение, тушение, экологические последствия Томск, , Сопряженные задачи механики и экологии Иркутск, , XXXV международная научная студенческая конференция Студент и научнотехнический прогресс Новосибирск, , Фундаментальные проблемы охраны окружающей среды и экологии природнотерриториальных комплексов Западной Сибири ГорноАлтайск, , Сопряженные задачи механики и экологии Томск, , Современные проблемы прикладной математики и механики теория, эксперимент и практика, посвященная летию академика Н. Н. Яиснко Новосибирск, , Лесные и стенные пожары возникновение, распространение, тушение и экологические последствия Иркутск, . По теме диссертации опубликовано печатных работ, список которых приводится в списке литературы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Работа написана на 5 листах, содержит таблиц и рисунка. Список литературы содержит наименований. Во введении формулируется цель работы, излагается краткое содержание работы. В главе I Обзор работ, посвященных пожарной опасности и факторах, влияющих на нее, в первом параграфе дается описание существующих методик прогноза лесопожарной опасности в Канаде, США, России и некоторых европейских странах. В двадцатом веке делалось довольно много попыток по созданию методик прогноза лесной пожарной опасности в разных странах. Впервые этот вопрос, начиная с середины х годов прошлою века, стал исследоваться в Канаде. Эгот вопрос изучали многие поколения канадских ученых. Результатом их работы стала оригинальная методика прогноза лесной пожарной опасности, последняя версия которой была опубликована сотрудниками канадской лесной службы 7 , М. Е. x, i, , С V в году. Эта система построена на основе анализа огромною количества статистических данных, по которым были составлены таблицы зависимости пожарной опасности от различных факторов. Индекс погоды I. Индекс поведения пожара . В рамках первой подсистемы прогнозируется влагосодержание лесных горючих материалов в зависимости от погодных условий, а в рамках второй поведение очаг а пожара для различных лесных фитоценозов. В США в г. Эта система была испытана с положительными результатами от Флориды до Аляски и от штата Мон до Калифорнии. Такая разница в климатических условиях может говорить о глобальной пригодности этой методики. Согласно 9 система представляет собой логическую структуру или абстрактную модель влияния различных факторов и условий на процесс возникновения и распространения пожаров. При построении оценки пожарной опасности используется огромное количество таблиц и поправок, полученных на основе эмпирических данных. Следует скачать, что Канадская и Американская методики очень похожи друг на друга по своей структуре, в подходах и принципах построения индекса пожарной опасности. Поэтому обе они обладают схожими как достоинствами, так и недостатками. Кроме того, отсутствие физической содержательности методики не учитываются реальные физические процессы, влияющие на возникновение пожарной опасности ограничивает возможность использовать значения входных параметров, промежуточных и конечных результатов методик в других исследованиях, т. И именно отсутствие физического смысла величин, отсутствие учета динамики протекающих физических процессов является основным недостатком этих методик. Следует отметить, чго обе методики обладают одинаковыми существенными недостатками, т. В России до сих пор используется для прогноза лесной пожарной опасности индекс горимости В. Подробный анализ достоинств и недостатков индекса горимости Нестерова приводится в работе . В настоящее время делаются попытки по созданию физически содержательной и вполне адекватной методики прогноза лесной пожарной опасности различными группами ученых под руководством Г. А. Доррера 2, , А. И. Сухинина . Г.И. Коровина , , которые изложены во втором параграфе. Фундаментальное значение для понимания причинноследственных связей, обуславливающих лесную пожарную опасность явились работы 9, , , , выполненные в Институте леса и древесины СО ГАН под руководством профессора II. П. Курбатского.