Физическое и математическое моделирование ударно-волновых процессов, обеспечивающих интенсивное газодинамическое воздействие на фронт низового лесного пожара

• Автор: Ануфриев, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 01.02.05, 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Классификация способов борьбы с лесными пожарами

1.2 Исследования процессов взаимодействия ударных волн с отражающими поверхностями.

1.3 Экспериментальные методы исследования ударных волн

1.4 Математическое моделирование ударноволновых процессов

1.5 Объект исследования.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЕН 1ЫЕ УСТА1ЮВКИ И МЕТОДИКИ

2.1 Описание экспериментальных установок

2.2 Методики измерения газодинамических параметров ударных волн

2.3 Методы математической обработки результатов измерений.
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ УДАРНЫХ ВОЛН
3.1 Выбор определяющих параметров и критерии подобия
3.2 Исследование динамики ударных волн в смесях продуктов пиролиза лесных горючих материалов с воздухом
3.3 Исследование динамики ударных волн при их распространении в ударной трубе с коническим конфузором. Результаты экспериментов и их обработка
3.4 Визуализация структуры течения
4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УДАРНОВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ТРУБЕ С КОНИЧЕСКИМ СУЖЕНИЕМ
4.1 Постановка задачи.
4.2 Численная процедура решения. Конечно разностная схема. Метод решения.
4.3 Тестирование алгоритма
4.4 Результаты численных расчетов и их анализ.
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ФРОНТ НИЗОВОГО ЛЕСНОГО ПОЖАРА
5.1 Модель устройства для локализации и тушения низовых лесных пожаров
5.2 Результаты лабораторных экспериментов по газодинамическому
воздействию на фронт низового лесного пожара.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Использование полученных результатов может быть рекомендовано Министерству по чрезвычайным ситуациям РФ, а также высшим учебным заведениям физико-технического профиля ¦ (использование созданных стендов и установок учебном процессе для проведения лабораторных занятий со студентами при изучении ударно-волновых процессов). Достоверность результатов экспериментальных исследований обеспечена корректным применением измерительных методик и средств измерений, использованием различных способов инициирования. У В, статистической обработкой результатов измерений, их анализом и сравнением с известными экспериментальными и теоретическими данными, опубликованными', в научной литературе Достоверность результатов численного1 моделирования- обеспечивается: применением обоснованной математической модели, высокой точностью разностной аппроксимации,, тестированием алгоритма на известных задачах, а также сопоставлением с полученными экспериментальными данными. Теоретическая и практическая значимость, а также перспективность работы получили признание в России и за рубежом как имеющие важное значение в соответствующей области знаний и подтверждены финансовой поддержкой в гранте РФФИ № 3-моб_ст «Научная работа российского молодого ученого инженера Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН Ануфриева Игоря Сергеевича в ГОУВПО «Томском государственном университете»», г. РФФИ № 6-а «Влияние винтовой структуры вихревого потока на тепломассообмен и горение», - гг. РФФИ № 2-мобз «Участие в Шестом средиземноморском симпозиуме по горению», г. Основные результаты исследований, представленных в диссертации, апробированы на международных, всероссийских и региональных конференциях, в том числе Международной конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (Горно-Алтайск, ), XIII Симпозиуме но горению и взрыву (Черноголовка, ), XV Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках» (Калуга, ), Международной конференции «Лесные и степные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия» (Иркутск, ), Международной школе-конференции молодых ученых «Физика и химия наноматериалов» (Томск, ), VI Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям1 (Кемерово, ), Международной конференции «Пятые Окуневские чтения» (Санкт-Петербург, ); ХЬУ Международной-научной студенческой. Международной конференции «Сопряженные задачи механики реагирующих сред, . Новосибирск, ), Международной конференции «Математическое моделирование опасных природных явлений и катастроф» (Томск, ), VII International Symposium on Hazards, Prevention and Mitigation of Industrial Explosions (Санкт-Петербург, ), X Всероссийской школе-конференции молодых ученых «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики» (Новосибирск, ), 8-ой Всероссийской конференции с участием зарубежных ученых “Сопряженные задачи механики реагирующих сред, информатики и экологии” (Томск, ), Sixth Mediterranean Combustion Symposium (Портиччо-Аяччо, Корсика, Франция, ), а также на научных семинарах: лаборатории радиационного теплообмена ИТ СО РАН г. ИТ СО РАН г. ТГУ г. Основные результаты диссертации опубликованы в работах, в том числе в двух статьях в журналах, рекомендованных ВАК, восьми докладах в трудах международных конференций, патенте РФ на полезную модель устройства для локализации и тушения лесных пожаров. Работа выполнена в ИТ СО РАН и на кафедре физической и вычислительной механики механико-математического факультета Томского государственного университета. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов и списка использованной литературы из наименований на русском и иностранных языках. Работа содержит 2 страниц текста, рисунка и 7 таблиц. В первом разделе дается краткий литературный обзор российских и зарубежных работ по теме исследования, в том числе - описывается классификация известных способов борьбы с лесными пожарами, приводится анализ, процессов взаимодействия УВ с отражающими1 поверхностями, рассматриваются экспериментальные методы исследования ударно-волновых процессов в газовых средах и численные методы решения нелинейных систем уравнений газовой динамики.