CC BY
2176 Секция 5
Математическое моделирование теплопереноса в элементе лесного горючего материала при воздействии высокотемпературной среды
Н. В. Барановский, В. А. Кириенко Томский политехнический университет Email: firedanger@yandex.ru DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10128
Лесные пожары в результате своей активности оказывают влияние на древостой, что может приводить к их увяданию или уничтожению и отпаду [1]. Зажигание лесных горючих материалов происходит как в результате природных, так и антропогенных причин [2, 3]. Определяющий процесс при возникновении лесных пожаров - это тепломассоперенос в слое лесного горючего материала при воздействии источника повышенной температуры [4]. Цель настоящего исследования - разработка математической модели теплопереноса в структурно неоднородном элементе лесного горючего материала, а именно, в листе березы при воздействии высокотемпературной среды. Моделирование этих процессов важно в плане понимания того, как воздействует верховой пожар на кроны деревьев лесного массива. Как известно [5], лесные пожары в бореальной зоне возникают в хвойных и смешанных лесах с преобладанием хвойных деревьев. Математически процесс теплопереноса в элементе лесного горючего материала описывается системой нестационарных уравнений теплопроводности с соответствующими начальными и граничными условиями. В результате математического моделирования получены распределения температуры в структурно неоднородном элементе лесного горючего материала при воздействии высокотемпературной среды, имитирующей воздействие верхового лесного пожара. Разработанная математическая модель может быть использована при создании нового поколения информационно-вычислительных систем прогноза лесных пожаров и их экологических последствий [1].
Список литературы
1. Кузнецов Г. В., Барановский Н. В. Прогноз возникновения лесных пожаров и их экологических последствий. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. 301 с.
2. Барановский Н. В. Прогнозирование лесной пожарной опасности в условиях грозовой активности. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2019. 242 с.
3. Baranovskiy N. V. Mathematical Simulation of Anthropogenic Load on Forested Territories for Point Source. In N. Baranovskiy (Ed.), Predicting, Monitoring, and Assessing Forest Fire Dangers and Risks. Hershey, PA: IGI Global. 2020. P. 64-88. D0I:10.4018/978-1-7998-1867-0.ch003.
4. Baranovskiy N., Demikhova A. Mathematical Modeling of Heat Transfer in an Element of Combustible Plant Material When Exposed to Radiation from a Forest Fire // Safety. 2019. Vol. Article N 56.
5. Гришин А. М. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. Новосибирск: Наука. Сиб. Отделение. 1992. 404 c.
Математическое моделирование воздействия лесного пожара на деревянные постройки
Н. В. Барановский, А. О. Малинин Томский политехнический университет Email: firedanger@yandex.ru DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10129
Лесные пожары оказывают влияние не только на лесные массивы, но и приводят к повреждению и разрушению сельских населенных пунктов [1]. Независимо от причин возникновения очагов лесных пожаров [2, 3] поражающие факторы лесного пожара могут привести к возгоранию деревянных построек в сельских населенных пунктах [4]. Основным поражающим фактором природных пожаров является излучение от кромки лесного пожара. Цель настоящего исследования - разработка математической модели теплопереноса в структурно неоднородной ограждающей конструкции деревянной постройки сельского населенного пункта при воздействии излучения от фронта лесного пожара. Математически этот процесс описывается системой нестационарных уравнений теплопроводности с соответствующими начальными и граничными условиями. В результате математического моделирования получены распределения температуры в ограждающей конструкции деревянной постройки в различные моменты времени для различных сценариев развития ситуации. Разработанная математическая модель может быть использована при создании нового поколения информационно-вычислительных систем прогноза лесных пожаров и их экологических последствий [1].
Математические модели физики атмосферы, океана и окружающей среды
77
Список литературы
1. Кузнецов Г. В., Барановский Н. В. Прогноз возникновения лесных пожаров и их экологических последствий. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. 301 с.
2. Барановский Н. В. Прогнозирование лесной пожарной опасности в условиях грозовой активности. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2019. 242 с.
3. Baranovskiy N. V. Mathematical Simulation of Anthropogenic Load on Forested Territories for Point Source. In N. Baranovskiy (Ed.), Predicting, Monitoring, and Assessing Forest Fire Dangers and Risks.Hershey, PA: IGI Global. 2020. P. 64-88). D0I:10.4018/978-1-7998-1867-0.ch003.
4. Гришин А. М., Пугачева П. В. Анализ действия лесных и степных пожаров на города и поселки и новая детерминированно-вероятностная модель прогноза пожарной опасности в населенных пунктах // Вестник Томского государственного университета. 2009. № 3. С. 99-108.
Численное моделирование процессов фильтрования гетерогенных систем с твердой дисперсной фазой
Н. В. Верниковская Институт катализа СО РАН Email: vernik@catalysis.ru DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10130
При фильтровании гетерогенных систем с твердой дисперсной фазой полидисперсные частицы в зависимости от размера могут как откладываться на поверхности пористого материала фильтра, так и проникать вглубь материала фильтра. Как правило, при моделировании таких процессов учитывается отложение частиц либо на поверхности либо внутри материала фильтра и предполагается, что все частицы имеют одинаковый размер. В работе [1] предложена математическая модель, описывающая процесс фильтрования масляных суспензий катализатора с целью отделения катализатора от продуктов гидрирования, учитывающая оба процесса и полидисперсность частиц.
При численном решении уравнений модели, представляющих собой систему нелинейных ДУЧП первого порядка, применялся алгоритм, реализованный ранее при численном моделировании процесса улавливания сажевых частиц выхлопных газов дизельных двигателей каталитическими фильтрами [2]. Алгоритм основан на использовании метода "прямых", схемы бегущего счета и метода типа Розенброка 2-го порядка точности. Проверка адекватности математической модели и численного метода осуществлялась посредством сравнения численных результатов с экспериментальными данными.
Работа выполнена в рамках государственного задания Института катализа СО РАН (проект АААА-А17-117041710076-7).
Список литературы
1. Vernikovskaya N. V., Chumachenko V A., Romanenko A. V., Dobrynkin N. M., Filtration of the catalyst suspension in hydrogenated oil through the woven cloth: Mathematical model of the process accounting for dynamics of the cake growth and filter pore blockage. Separ. Purif. Tech. 212 (2019). 355-367.
2. Vernikovskaya N. V, Pavlova T. L., Chumakova N. A., Noskov A. S., Mathematical modelling of filtration and catalytic oxidation of diesel particulates in filter porous media, in Book: Mathematical Modelling in Social Sciences and Engineering. Nova Science Publishers, (2014). ISBN: 978-1-63117-335-6, 27-40.
Анализ внутренних волн в озере Шира с использованием региональной модели (ROMS)
О. С. Володько1,2, Л. А. Компаниец1,2
1Институт вычислительного моделирования СО РАН
2Сибирский федеральный университет
Email: osv@icm.krasn.ru
DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10131
В данной работе исследуется характер внутренних волн в озере Шира в летний период с помощью трехмерного численного моделирования в региональной модели ROMS (Regional Oceanic Modeling System) [1], которая широко применяется в научном сообществе для моделирования различных гидрофизических задач как в глубоких, так и в неглубоких водоемах [2-4].
При расчете в модели в качестве начальных данных использовались натурные измерения температуры, солености, а также климатические данные, необходимые для задания ветрового воздействия и
