Ловцы дыма. Атмосферная турбулентность поможет быстрее обнаружить природные пожары
Задача раннего обнаружения природных пожаров сохраняет свою актуальность – до сих
пор в мире не разработано для этого эффективной системы. Преобладающий способ –
прямое наблюдение – действенен, однако имеет естественные ограничения в дальности,
достоверности и других параметрах.
пор в мире не разработано для этого эффективной системы. Преобладающий способ –
прямое наблюдение – действенен, однако имеет естественные ограничения в дальности,
достоверности и других параметрах.
Дополнительным источником информации служит спутниковый мониторинг,
но тоже обладает рядом недостатков и требует верификации. Например,
отраженное от крыш домов солнечное излучение или нагретая солнцем пашня
на таких снимках могут никак не отличаться от реального очага горения.
но тоже обладает рядом недостатков и требует верификации. Например,
отраженное от крыш домов солнечное излучение или нагретая солнцем пашня
на таких снимках могут никак не отличаться от реального очага горения.
Эксперименты ученых механико-математического факультета Томского госуниверситета
помогут быстрее выявлять природные пожары. Исследования поддержаны
«молодежным» грантом РНФ, партнером выступает Институт оптики атмосферы СО РАН.
Проект ученых ММФ ТГУ «Комплексное теоретико-экспериментальное исследование
характеристик природного пожара и конденсированных продуктов горения с целью их
дистанционного обнаружения и прогноза распространения» (руководитель – Денис
Касымов) стал одним из победителей грантового конкурса РНФ «Проведение
исследований научными группами под руководством молодых ученых».
Коллектив ученых работает над задачей поиска признаков природных пожаров, обнаружение
которых возможно с применением стационарных и мобильных измерительных комплексов, а
также активных и пассивных методов на больших расстояниях. В частности, ученые исследуют
атмосферную турбулентность и маркерные газы от пожара.
По сути, мы развиваем теорию, основанную на предположении о взаимосвязи между гидродинамическими и термодинамическими процессами, протекающими во фронте пожара и в окружающей атмосфере. Если говорить простыми словами – мы ловим пространственное распределение дыма, а также выделившуюся от пожара энергию. Эта энергия формирует так называемую атмосферную турбулентность, которая также находится в фокусе нашего внимания, так как служит одним из признаков формирования очага горения, – рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры физической и вычислительной механики ММФ ТГУ Денис Касымов.
Главная цель ученых – научиться оперативно и точно определять масштаб атмосферной
турбулентности и формировать на основании этого план действий по предотвращению и
локализации очага возгорания. Планируется провести серию экспериментов в кооперации с
Институтом оптики атмосферы СО РАН. Кроме этого, перед учеными стоит задача
моделирования и описания «пятнистых» пожаров.
Изображение: ТГУ
2
Общеизвестно, что источниками природных пожаров могут быть как грозы, так и антропогенное
влияние. Зачастую распространение фронта пожара сопровождается переносом горящих
частиц, что привоит к скачкообразному распространению фронта и возникновению «пятнистых»
пожаров. Как следствие, увеличивается площадь возгорания, усложняется тушение.
Ученые ММФ планируют моделировать перенос частиц и возникновение очага пожара,
используя уникальную установку по генерации потока горящих частиц, разработанную в
Томском государственном университете.
Создать задел для улучшения физико-математических и операционных моделей природных
пожаров и продвинуться в понимании процессов образования и переноса горящих частиц,
возникающих при пожарах, позволили результаты работ по предыдущему гранту РНФ (20-71-
10068) «Среднемасштабные исследования влияния различных видов источников зажигания на
условия возникновения и распространения природных пожаров с применением современных
методов термографии и математического моделирования».
В новом проекте при помощи математического моделирования также будут получены данные о
влиянии состава, пористости, влажности древесины на процесс ее воспламенения при
неоднородном распределении горящих частиц. Результаты исследования помогут развитию
теории горения. Наработанная база данных об основных пожароопасных характеристиках
строительных материалов станет ключевым фактором при прогнозировании пожарной
опасности на природно-урбанизированной территории.
Результаты экспериментов по изучению поведения строительных конструкций в условиях
аккумуляции горящих и тлеющих частиц могут использоваться для уточнения существующих
строительных норм для жилых и производственных объектов. Это позволит сформулировать
научно обоснованные требования к пожароопасным материалам на случай аккумуляции таких
частиц.
Напомним, Томский государственный университет лидирует в регионе по числу «молодежных»
грантов РНФ 2024 года в рамках Президентской программы исследовательских проектов.
Поддержку получили 13 проектов ученых ТГУ.
В Н И М А Н И Е ! При использовании пресс-релиза
Общеизвестно, что источниками природных пожаров могут быть как грозы, так и антропогенное
влияние. Зачастую распространение фронта пожара сопровождается переносом горящих
частиц, что привоит к скачкообразному распространению фронта и возникновению «пятнистых»
пожаров. Как следствие, увеличивается площадь возгорания, усложняется тушение.
Ученые ММФ планируют моделировать перенос частиц и возникновение очага пожара,
используя уникальную установку по генерации потока горящих частиц, разработанную в
Томском государственном университете.
Создать задел для улучшения физико-математических и операционных моделей природных
пожаров и продвинуться в понимании процессов образования и переноса горящих частиц,
возникающих при пожарах, позволили результаты работ по предыдущему гранту РНФ (20-71-
10068) «Среднемасштабные исследования влияния различных видов источников зажигания на
условия возникновения и распространения природных пожаров с применением современных
методов термографии и математического моделирования».
В новом проекте при помощи математического моделирования также будут получены данные о
влиянии состава, пористости, влажности древесины на процесс ее воспламенения при
неоднородном распределении горящих частиц. Результаты исследования помогут развитию
теории горения. Наработанная база данных об основных пожароопасных характеристиках
строительных материалов станет ключевым фактором при прогнозировании пожарной
опасности на природно-урбанизированной территории.
Результаты экспериментов по изучению поведения строительных конструкций в условиях
аккумуляции горящих и тлеющих частиц могут использоваться для уточнения существующих
строительных норм для жилых и производственных объектов. Это позволит сформулировать
научно обоснованные требования к пожароопасным материалам на случай аккумуляции таких
частиц.
Напомним, Томский государственный университет лидирует в регионе по числу «молодежных»
грантов РНФ 2024 года в рамках Президентской программы исследовательских проектов.
Поддержку получили 13 проектов ученых ТГУ.
В Н И М А Н И Е ! При использовании пресс-релиза
