Математическое моделирование процессов сушки слоя ЛГМ под воздействием лучистого теплового потока

Лесопожарные инциденты последних десятилетий трансформировались в катастрофические процессы, в результате которых страдает экономика, экология и живые существа, в том числе, и люди.Цель настоящей работы заключается в численном моделировании испарения влаги в слое лесного горючего материала под воздействием теплового потока для оценки лесной пожарной опасности.Создание подобных моделей закрепляет перспективу широкого применения детерминировано-вероятностного подхода на основе детерминированных математических моделей сушки, пиролиза и зажигания лесных горючих материалов. Полученные результаты могут быть применены при создании новых и модернизации существующих информационно-вычислительных систем геоинформационного мониторинга лесных массивов и припоселковых территорий.

РЕФЕРАТ ………………………………………………………………………………………………… 12
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………… 13
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОБЛАСТИ ПРОГНОЗА ЛЕСНОЙ
ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ…………………………………………………………………….. 16
1.1 Характеристика лесных пожаров и ЛГМ ………………………………………….. 16
1.2 Математические модели сушки слоя ЛГМ ……………………………………….. 31
1.3 Методы прогнозирования лесной пожарной опасности …………………….. 36
1.4 Системы геомониторинга лесных пожаров ………………………………………. 38
1.5 Дистанционное зондирование лесных массивов ……………………………….. 39
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ……………………………………………………… 46
2.1 Объект исследования ……………………………………………………………………….. 46
2.2 Алгоритм решения поставленной задачи ………………………………………….. 46
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………53
3.1 Сушка слоя ЛГМ под воздействием теплового потока, представленного
как монолитный слой ЛГМ без учета отражения солнечной радиации от
поверхности ЛГМ………………………………………………………………………………….. 53
3.1.1 Физическая постановка задачи ………………………………………………………. 53
3.1.2 Геометрия области решения ………………………………………………………….. 54
3.1.3 Математическая постановка ………………………………………………………….. 54
3.1.4 Основные закономерности лесопожарного созревания слоя ЛГМ ….. 55
3.2 Сушка слоя ЛГМ под воздействием теплового потока, с учетом
отражения солнечной радиации от поверхности ЛГМ. …………………………… 59
3.2.1 Физическая постановка задачи ………………………………………………………. 59
3.2.2 Геометрия области решения ………………………………………………………….. 60
3.2.3 Математическая постановка ………………………………………………………….. 61
3.2.4 Основные сценарии лесной пожарной опасности. ………………………….. 62
3.2.5 Основные закономерности лесопожарного созревания слоя ЛГМ ….. 64
ГЛАВА 4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ,
РЕССУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ………………….. 54
4.1 Планирование НИР ………………………………………………………………………….. 54
4.2 Смета затрат на проект …………………………………………………………………….. 55
4.2.1 Материальные затраты на реализацию проекта ……………………………… 56
4.2.2 Амортизация компьютерной техники…………………………………………….. 56
4.2.3 Затраты на заработную плату ………………………………………………………… 56
4.2.4 Затраты на социальные нужды ………………………………………………………. 58
4.2.5 Прочие затраты……………………………………………………………………………… 58
4.2.6 Накладные расходы ………………………………………………………………………. 58
Заключение …………………………………………………………………………………………… 59
ГЛАВА 5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ……………………………………. 60
Введение……………………………………………………………………………………………….. 60
6.1 Производственная безопасность ……………………………………………………. 61
6.1.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть при
эксплуатации исследуемого объекта. …………………………………………………….. 61
6.1.2. Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть на
рабочем месте при проведении исследований ………………………………………… 63
Приложение А…………………………………………………………………. 96
РЕФЕРАТ
Магистерская диссертация 114 с, рисунков 17, источника 64, 1
приложение.

Ключевые слова: лесной горючий материал, моделирование,
теплоотдача, сушка, испарение.

Объектом исследования является слой лесного горючего материала, в
котором происходит испарения влаги под воздействием теплового потока для
оценки лесной пожарной опасности.

В процессе исследования проводились моделирование процесса
сушки слоя ЛГМ в условиях интенсифицированного теплообмена, изучение
зависимостей величин температур на поверхности слоя лесного горючего
материала от времени воздействия теплового потока.

В результате исследования были получены распределение
температур в определенный временной диапазон при соответствующих
теплофизических характеристиках различных типов подстилающей
поверхности ЛГМ.

Основные конструктивные, технологические и технико-
эксплуатационные характеристики: двумерная математическая модель
выполненная в среде программирования PascalABC, графические
зависимости построены с помощью Origin.
Степень внедрения: результаты внедрены в учебный процеcс

Область применения: мониторинг и прогнозирование лесной пожарной
опасности.

1. Кузнецов Г.В., Барановский Н.В. Прогноз возникновения лесных пожаров