В статье рассматриваются вопросы, связанные с влиянием рельефа на динамику природного пожара за счёт эффектов обтекания. В основе проведённых расчётов лежит физическая модель лесных пожаров в двумерной постановке, учитывающая законы сохранения массы, импульса, энергии, а также химико-физические процессы. Для численного решения задачи используется метод Харлоу. В работе исследуется развитие пожара при различных конфигурациях рельефа: холм, равнина и овраг. Показаны изотермы и поля скоростей на различные моменты времени. Проводится анализ влияния рельефа на обтекание и как следствие на форму факела пламени и скорость пожара. Наглядно демонстрируется, что зависимость скорости пожара от рельефа не сводится к функции от угла наклона. Несмотря на то что на отдельных участках скорость пожара может существенно меняться, средняя скорость распространения приблизительно одинакова, что связано с малым углом наклона склонов холма и оврага (11°).
The paper discusses issues related to the influence of topography on the dynamics of wildfire due to the effects of flow. The basis of the calculations is a physical model of forest fires in the two-dimensional formulation that takes into account the laws of conservation of mass, momentum, energy, and chemical and physical processes. For the numerical solution of the problem, a method of Harlow used. This paper investigates the propagation of a fire in different configurations of relief: hill, plain and ravine. Isotherm and the velocity field for various time points shown. The influence of relief on the flow and consequently on the shape of the flame and the speed of fire propagation analyzed. Clearly demonstrated the dependence relief on the fire rate propagation is not confined to the function of the angle of inclination. Despite the fact that in some areas the rate of fire can vary significantly, the average speed of propagation approximately the same, which is associated with a low angle slopes of the hill and ravine (11 °).
1. Белоцерковская И.Е. Особенности математического моделирования распространения лучистого теплового потока от очага горения при лесных пожарах на неоднородном рельефе: дис. … канд. физ.-мат. наук. – Нижний Новгород, 2012.
2. ГУ МЧС России по Нижегородской области. — [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.52.mchs.gov.ru/ (дата обращения 08.10.2013).
3. Катаева Л.Ю. Анализ динамических процессов аварийных ситуаций природного и техногенного характера: дис. … д-ра. физ.-мат. наук. – Нижний Новгород, 2009.
4. Катаева Л.Ю. Сравнение аналитического и численного решения математической модели низового пожара с учетом влияния угла наклона подстилающей поверхности // Пожаровзрывобезопасность. – 2010. – Т. 19, № 11. – С. 25–31.
5. Катаева Л.Ю. О методе Гира численного моделирования динамических систем, описываемых жесткими обыкновенными дифференциальными уравнениями / Л. Ю. Катаева, В. Б. Карпухин // Наука и техника транспорта. – М.:РГОТУПС, 2008, - № 1. – С.57-66
6. Масленников Д.А. Влияние холмов на динамику лесного пожара / Д.А. Масленников, Л.Ю. Катаева, Н.В. Галина // Успехи современного естествознания: материалы конференции / Пенза – 2012. - № 6 – С. 189-189.
7. Масленников Д.А. Особенности математического моделирования распространения лучистого теплового потока от очага горения при лесных пожарах на неоднородном рельефе: дис. … канд. физ.-мат. наук. – Нижний Новгород, 2012.
8. Романов A.B., Катаева Л.Ю. Метод Патанкара и возможности его оптимизации // Наука и техника транспорта. - № 3 – М.:РГОТУПС, 2008.
9. Численные методы в задачах физики быстропротекающих процессов: учебник для втузов / А.В. Бабкин, В.И. Колпаков, В.Н. Охитин, В.В. Селиванов. — 2-е изд., испр. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. — 520 с.