search query: @keyword fire simulation / total: 4
reference: 3 / 4
| Author: | Sikanen, Topi |
| Title: | Kipinöiden leviämisen mallintaminen palon simuloinnissa |
| Modeling firebrands scattering in fire simulation | |
| Publication type: | Master's thesis |
| Publication year: | 2008 |
| Pages: | 79 Language: fin |
| Department/School: | Informaatio- ja luonnontieteiden tiedekunta |
| Main subject: | Sovellettu matematiikka (Mat-2) |
| Supervisor: | Ehtamo, Harri |
| Instructor: | Mikkola, Esko |
| Digitized copy: | https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/96146 |
| OEVS: | Digitized archive copy is available in Aaltodoc
|
| Location: | P1 Ark T80 | Archive |
| Keywords: | firebrands fire simulation forest fires Wildland Urban Interface kipinät palon simulointi metsäpalot |
| Abstract (eng): | Spotting is an important mechanism of wildland re spread. Burning particles such as twigs and leaves lofted by the fires boyant plume can be carried by ambient winds anywhere from few meters up to even a kilometer from their source. Firebrands can then start new fires far from the original firefront. This makes it difficult to predict firefronts movements and can cause suprising and life threatening sitsuations for firefighters. Firebrands also pose a signicant fire hazard at Wildland-Urban Interfaces (WUI). Several studies have been conducted into firebrand propagation, most of them theoretical studies aimed at determining the maximum spotting distances for variuous kind of firebrands in dirent ambient conditions. Until late experimental studies of firebrand spotting have been scarce. Considerable amount of work has been done in both combustion of woodland fuel particles and trajectories of particles of various shape. Few studies have combined these two aspects of the problem. The goal of this thesis is to implement a model for burning particles in the Fire Dynamics Simulator,a widely used open source fire simulator. Main goal of the model is to predict the spatial distribution of firebrands from a given source. Generation from vegetation or ignition caused by firebrands is not considered. A literature review of both particle movement and thermal degradation models is conducted and a detailed firebrand model is developed as a add-on to FDS. The model considers the non-spherical shape of the firebrands and includes a thermal degradation model for thermally thick particles. The model is validated by compraring with earlier studies and experimental data, which was scarce for the time being. For existing data the model was found to be in satisfactory agreement. |
| Abstract (fin): | Tuulen mukana kulkeutuvat palavat hiukkaset ovat tärkeä tulipalon leviämisen mekanismi. Metsäpalon synnyttämän nostepatsaan nostamat kipinät saattavat kulkeutua tuulen mukana jopa kilometrejä. Kipinät saattavat puolestaan sytyttää uusia tulipaloja kaukana palorintamasta ja voivat näin aiheuttaa yllättäviä ja hengenvaarallisiakin tilanteita. Kipinöiden aiheuttama syttyminen on myös merkittävä paloriski rakennetun ympäristön ja luonnon yhtymäkohdissa. Kipinöiden leviämistä koskevia tutkimuksia on tehty useita, joista suurin osa on ollut teoreettisia tutkimuksia kipinöiden maksimikantaman selvittämiseksi erilaisissa olosuhteissa. Lisäksi huomattava määrä tutkimusta on tehty myös erimuotoisten hiukkasten palamisen ja liikkumisen mallintamisesta, mutta vähemmän näitä aspekteja yhdistäviä tutkimuksia. Tämän diplomityön tarkoituksena oli kehittää kipinän malli, jolla voidaan ennustaa kipinöiden laskeutumispaikkojen jakauma, kun kipinöiden massa ja muotojakaumat tunnetaan. Kipinän malli toteutettiin osaksi Fire Dynamics Simulatori palonsimulointiohjelmistoa. Kipinöiden syntymistä ja niiden aiheuttamaa syttymistä ei mallinneta. Työssä tehtiin kirjallisuuskatsaus sekä hiukkasten liikkeen, että termisen hajoamisen mallinnuksesta. Toteutettu malli ottaa huomioon kipinöiden mahdollisesti pallosta poikkeavan muodon, massan menetyksen, sekä kutistumisen. Tätä tarkoitusta varten on toteutettu yksityiskohtainen malli yksittäisen hiukkasen termiselle hajoamiselle. Malli on validoitu käyttäen apuna aiempia tutkimuksia ja kokeellista aineistoa, jota oli toistaiseksi käytettävissä varsin vähän. Siltä osin kuin malli kyettiin validoimaan oli yhteensopivuus havaintojen kanssa tyydyttävää. |
| ED: | 2009-02-18 |
INSSI record number: 36765
+ add basket
INSSI