Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowanie pożaru lasu. Cz. II. Modele paliwowe

Maciak T.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2012

|

Nr 1

37-48

PL

Jakość przeprowadzonej symulacji rozwoju pożaru kompleksu leśnego zależy między innymi od wprowadzonych do systemu parametrów paliwa podlegającego procesowi spalania. Warunki spalania paliwa są z reguły skomplikowane i trudne do opisania od strony matematycznej. Paliwo składa się z żywej i martwej roślinności o określonych wymiarach fizycznych. Stąd też istotnym jest sklasyfikowanie obszarów leśnych pod kątem reprezentowanego paliwa, które ulega spalaniu w trakcie pożaru lasu. Precyzyjne dane tego typu są konieczne jako dane wejściowe do oprogramowania symulacyjnego rozprzestrzeniania się pożaru. W pracy przedstawiono popularne modele paliwowe używane do symulacji rozwoju pożaru obszarów leśnych w wybranych rejonach świata, miedzy innymi w USA, Kanadzie, Australii i Europie. Zaprezentowano również polską klasyfikację paliw obszarów leśnych wykonaną w Instytucie Leśnictwa. Każdy z przedstawionych rejonów charakteryzuje się specyficznymi warunkami klimatycznymi. Warunki klimatyczne określają szatę roślinną i narzucają parametry występujących na danym terenie modeli paliw ulegających zjawisku pożaru. Ze względu na duże zaawansowanie prac nad tematyką rozwoju pożaru kompleksów leśnych w Stanach Zjednoczonych, zwrócono szczególną uwagę na klasyfikację paliw obowiązującą w tym kraju. W wielu obszarach naszego globu leżących w różnych strefach klimatycznych próbowano adoptować do lokalnych warunków istniejące w USA modele matematyczne rozwoju pożaru. Ma to związek z wysokim poziomem zaawansowania badań w rozważanej dziedzinie jak i możliwościami posłużenia się bezpłatnym oprogramowaniem dostępnym na stronach internetowych Urzędu Leśnego Ministerstwa Rolnictwa USA. Możliwość posłużenia się bezpłatnym oprogramowaniem stanowi dużą zachętę do sprawdzenia możliwości przeniesienia dotychczasowego dorobku klasyfikacji paliw i oprogramowania symulującego rozwój pożaru kompleksów leśnych w USA również na grunt polski. W zaprezentowanych dotychczas pracach pokazano możliwość takiego działania, podejmując próbę dopasowania modelu paliw występujący w naszych lasach do danych amerykańskich.

2

Modelowania pożaru lasu. Część IV. Modele inicjacji i rozprzestrzeniania się ognia koron drzew

Maciak T., Czerpak T.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2012

|

Nr 2

27-36

PL

W pracy zaprezentowano matematyczny sposób modelowania pożaru koron drzew lasu oraz omówiono model roznoszenia płonących fragmentów roślinności przez wiatr. Oba modele są stosowane w oprogramowaniu FARSITE. Model pożaru koron drzew został przedstawiony zgodnie z teorią Van Wagnera. Zaprezentowane równania są częściowo empiryczne. Za pomocą modelu Van Wagnera można określić, czy ogień pozostaje tylko w przestrzeni paliw powierzchni, czy przenosi się na korony drzew. Paliwa koron są traktowane jako jednorodna warstwa umiejscowiona na stałej wysokość od podłoża, posiadająca określoną głębokość i gęstość. W rozważanych modelach nie są brane w wyraźny sposób pod uwagę różne mechanizmy przenikania ciepła takie jak np. promieniowanie, konwekcja lub przewodzenie. Przyjęcie jednorodnej warstwy koron drzew jest podstawowym założeniem współczesnych modeli służących do przewidywania zachowania się ognia. W rzeczywistości warunki te są spełnione tylko w siedliskach gęstych lasów składających się z drzew bardzo podobnych jeśli chodzi o wiek i rozmiar. Nie są natomiast spełnione w siedliska o zmiennej gęstości drzew. Model roznoszenia płonących fragmentów roślinności przez wiatr został zaprezentowany na podstawie opracowania Albiniego. Modelowane zjawisko może mieć bardzo duży zasięg. Płonące żagwie mogą przenosić się z wiatrem na wiele kilometrów, dramatycznie zmieniając rozwój pożaru. Symulacja tego zjawiska opiera się przede wszystkim na określeniu lokalizacji płonących fragmentów o różnych rozmiarach. Odległość przenoszenia płonących żagwi na nierównym terenie zależy przede wszystkim od: wielkości żagwi, pionowego profilu prędkości wiatru oraz od topografii powierzchni w kierunku przenoszenia niedopałków. Model Albiniego pozwala obliczyć poziom, do którego unoszone są płonące cząstki oraz zasięg zagrożenia pożarowego. W trzeciej części pracy pokazano w jaki sposób z niepełnych danych będących w posiadaniu Dyrekcji Lasów Państwowych można oszacować dane wejściowe do symulacji pożaru kompleksu leśnego w oprogramowaniu FARSITE.

EN

The paper presents a mathematical method of modeling the forest crown fires, and discusses a model of delivering the burning fragments of vegetation by the wind. Both models are used in FARSITE software. Crown fire model has been presented in accordance with the theory of Van Wagner. The presented equations are partially empirical. With the help of Van Wagner.s model to determine of the fire is only in the area of fuel surface, and moves to the crowns of trees. Crown fuels are treated as a homogenous layer located at a constant height from the floor, having a specifies depth and density. The models under consideration are not taken explicitly into account the different heat transfer mechanisms such as radiation, convection of conduction. The adoption of a uniform layer of the crown is the basic assumption of contemporary models to predict the behavior of fire. In fact, these conditions are met only in dense forest habitats consisting of trees are very similar in terms of age and size. There are, however, met with a variable density of habitat trees. Model spreading flaming fragments of vegetation by the wind was presented on the basis of the development of Albini. Modeled phenomenon may have a very large range. The burning of charcoal can move with the wind for miles, dramatically altering the development of a fire. The simulation of this phenomenon is based primarily on identifying the location of burning fragments of different sizes. Distance transmission burning charcoal in the rough terrain depends primarily on: the size of charcoal in the vertical profile of wind speed and surface topography of cigarette butts in the conveying direction. Albini model allows to calculate the degree to which particles are lifted and the extent of burning fire hazard. In the third part of the paper shows how the incomplete data held by the RDLP in Bialystok can estimate the input to the simulation of complex forest fire in FARSITE software.

3

Modelowania pożaru lasu. Część I. Metody i algorytmy modelowania pożaru lasu

Czerpak T., Maciak T.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2011

|

Nr 3

83-94

PL

W pracy opisano modele matematyczne, które są stosowane do symulacji rozwoju pożaru lasu w oprogramowaniu FARSITE. Zaprezentowano modele pożaru powierzchni roślinności. Zwrócono uwagę na model pożaru koron drzew, zjawisko roznoszenia płonących fragmentów roślinności oraz modele paliwowe. Omówiono również zastosowanie zasady propagacji fali Huygensa do symulacji wzrostu frontu pożaru.

EN

Mathematical models which are used to simulate development forest fire in software FARSITE were described in the work. Surface fire spread models were presented. Attention was paid to model crown fire, the phenomenon of spreading the burning fragments of vegetation and fuel models. Were also discussed the use of Huygens' principle for simulating surface front fire growth.