Математическое моделирование воздействия заданного потока воды на динамику лесных пожаров и определение параметров, необходимых для успешной борьбы с пожарами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.05, кандидат наук Лощилова, Наталья Алексеевна

• Лощилова, Наталья Алексеевна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Лощилова, Наталья Алексеевна

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОТОКА ВОДЫ И ДИНАМИКИ ЛЕСНОГО ПОЖАРА

1.1. Современные подходы к моделированию пожаров

1.2. Современные подходы к моделированию струи воды

1.3. Современные подходы к моделированию частиц воды, водяных завес и сплинкерных систем

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВЛИЯНИЯ ПОТОКА СВОБОДНОЙ ВОДЫ НА ДИНАМИКУ ЛЕСНОГО ПОЖАРА

2.1. Физическая и математическая постановка задачи о тушении лесного пожара

2.2. Особенности дискретизации задачи о взаимодействии лесного пожара и заданного потока свободной воды

2.3. Нахождение оптимальных значений параметров в алгоритмах подачи воды в зону лесного пожара

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКИХ ЗНАЧЕНИЙ ПОТОКА ВОДЫ ПРИ ТУШЕНИИ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

3.1. Результаты численного моделирования взаимодействия потока воды с лесным пожаром в двумерной постановке

3.2. Результаты моделирования тушения пожара при помощи водяной пушки, движущейся параллельно фронту пожара

3.3. Влияние скорости ветра на эффективность тушения лесного пожара

3.4. Анализ протекающих процессов, их энергии в типичных расчётах и оценки требуемого количества воды для тушения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое моделирование воздействия заданного потока воды на динамику лесных пожаров и определение параметров, необходимых для успешной борьбы с пожарами»

ВВЕДЕНИЕ

т Работа посвящена исследованию процессов, возникаюпщх при тушении* * ' - , * , 4 '

лесных пожаров. , Использование феноменологического подхода при

постановке рассматриваемых задач позволило построить новые модели.

Совместное использование понятий и методов механики жидкости и газа,

механики многофазных реагирующих сред, компьютерного моделирования и

современных вычислительных технологий позволило не только всесторонне

изучить рассматриваемые явления, прогнозировать их динамику и решать

задачи оптимизации тушения лесных пожаров на основе выбора

оптимальных параметров подачи воды.

Актуальность темы и востребованность результатов работы связана с возможностью их использования для оптимизации подачи воды в зону горения при тушении лесного пожара, создания новых способов борьбы с ними и минимизации возможного ущерба.

Динамика борьбы с крупными лесными пожарами, как в России [11], так и за рубежом [73]' показала, что существующие современные способы не всегда позволяют успешно бороться с ними. Борьба с крупными лесными пожарами и ее успешность во многом определяется успешностью и продуманностью стратегии, основанной на анализе как распространения пожара с учётом возможных сценариев его развития, так и его взаимодействия с водой, подаваемой в очаг. Как известно, при использовании воды для тушения пожара, основными факторами является поглощение тепловой энергии на испарение и уменьшение доступа кислорода в зону горения за счёт образующегося водяного пара. Эффективность влияния воды на динамику лесного пожара в таком случае существенно зависит от режима и зоны подачи воды. Точки уязвимости пожара, зачастую невидимы для глаза человека, что приводит к снижению эффективности тушения пожара при ручном управлении процессом выбора точки прицела подачи воды. В современной литературе существует огромное количество моделей разного уровня, позволяющих описывать динамику

лесного пожара и модели, позволяющие реконструировать струю воды. Все

* i * * ) ¡ч"

их можно разделить на эмпирические, полуэмпирические, физические и

У , i 1 i 4 . -а ' '

' -«> „ ( ' - » < ^ '

статистические. * fy

Среди математических моделей лесных пожаров следует выделить эмпирические (F.A. Albini [110] и др.) и полуэмпирические модели (G.D. Richards [153, 154], М.А. Finney [130], G.M. Byram [139], С. Tymstra [127], К. Lichtenegger [145], Г.А.Доррер [29, 30], Г.Н. Коровин [43, 44] и др.). Основным достоинством этих моделей является простота и возможность получать удовлетворительные результаты в условиях, для которых они созданы. Однако они не позволяют достаточно точно прогнозировать положение кромки пожара и не дают возможности определять динамику всего пожара, что является существенной помехой для эффективного

/

размещения пожарных и техники. Полуэмпирические модели, как правило, ■ основаны на использовании закона сохранения энергии. Игнорирование законов сохранения массы и количества движения приводит ' к j

i ' í- *

необходимости корректировать закономерности распространения лесного ^ пожара на основе обобщении статистических и экспериментальных данных. 4 ,

f с

Эти модели используют той или иной алгоритм для определения динамики / '<• кромки пожара. В моделях такого типа обычно не представляется возможным детально моделировать взаимодействие пожара с водой, > использованной для его тушения, а также находить наиболее эффективные сценарии борьбы с пожаром, основанные на физических законах, лежащих в "f основе происходящих процессов.

Одной из наиболее простых физических моделей является Dynamic data driven application system (DDDAS) [126]. Она включает в себя два дифференциальных уравнения в частных производных относительно доли запаса лесных горючих материалов (ЛГМ) и температуры слоя с учетом скорости реакции в форме закона Аррениуса, при этом гидродинамика не учитывается. Физические модели (A.M. Гришин [26], В.А. Перминов [74], Л.Ю. Катаева [37, 39, 40] и др.) лесных пожаров позволяют, на основе

законов механики реагирующих сред, получить детальную картину динамики лесного пожара, но при <; этом, требуют большого объёма вычислений. Данные модели включают в себя ряд процессов, моделирование которых достаточно трудоёмко, но при этом ими нельзя полностью пренебречь в силу их большого влияния на динамику пожара.

Эффективность тушения пожара определяется способностью подавать воду в зону пожара в достаточном количестве для смачивания и охлаждения лесных горючих материалов. Сценарий подавления пожара во многом определяется способностью средств пожаротушения доставить воду в горящую цель на как можно большее расстояние. Начальный размер капель в потоке воды и их начальная скорость имеют решающее значение для проникновения воды в зону горения.

В большинстве работ (А.С. Шишаева [101], И. JI. Майкова [47] и др.) рассматривается динамика струи воды в воздухе, тогда как внутри полога леса ветки, листья и хвоинки оказывают существенное влияние на динамику воды. Учитывая неоднородную конфигурацию лесных горючих материалов, моделирование динамики испарения воды представляет собой сложную задачу. Этому вопросу посвящено множество экспериментальных работ (Ю.Б.Базаров [72], Ю.В. Алеханов [51]). Моделирование динамики испарения капли и траектории ее полета рассматривалось в работах (И.Ф. Безродный [7], Г.В.Кузнецов [165], В.П.Ольшанский [66-68], СЛ. Кучеренко [5, 57], Wenhua Yanga [163], Е. Blanchard [129], C.F. Zhang [170] и др.). Как моделирование мелких капель в струе воды, так и моделирование процесса испарения капли представляет собой отдельную задачу, которая выходит за рамки исследования данной диссертации.

Скачок в техническом прогрессе и значительный рост вычислительной мощности и быстродействия современной вычислительной техники, даёт возможность использовать всё более точные физические модели, но при этом всегда остаётся актуальным вопрос об эффективности её использования. Таким образом, выбор модели для численной реализации и её параметров

дискретизации является компромиссом между вычислительными затратами и точностью результатов. - ' !

Признавая вклад упомянутых ученых, следует отметить, что на сегодняшний день недостаточно разработаны инструменты, позволяющие не только моделировать динамику тушения лесных пожаров, но и находить оптимальные условия. Существующие физические модели рассматривают распространение лесного пожара и динамику струи воды по отдельности, не рассматривая весь комплекс протекающих процессов как единое целое.

Результат анализа существующих моделей тушения лесных пожаров задал вектор настоящему исследованию. Поэтому представляется перспективной разработка нового подхода к моделированию тушения пожара в лесу, отличающегося от известных к настоящему времени и поиску оптимальных параметров тушения пожара. Это обусловило выбор темы исследования, формулировку его цели и задач.

Область исследования соответствует требованиям паспорта

г

специальностей ВАК 01.02.05 — Механика жидкости, газа и плазмы: п. 8 Физико-химическая гидромеханика (течения с химическими реакциями, горением, детонацией, фазовыми переходами, при наличии излучения и др.)», п. 15 «Тепломассоперенос в газах и жидкостях», п. 19 «Гидродинамические модели природных процессов и экосистем».

Цель диссертационной работы состоит в постановке и исследовании воздействия заданного потока воды на динамику лесного пожара и определение параметров, необходимых для успешной борьбы с ним.

В соответствии с обозначенной целью поставлены следующие задачи диссертационного исследования:

• применить понятия и методы механики реагирующих многофазных сред для моделирования процессов динамического взаимодействия заданного нестационарного потока воды, создаваемого неподвижной или движущейся водяной пушкой и лесного пожара;

• осуществить программную реализацию и моделирование новых способов подачи, воды в зону лесного пожара с учётом различных динамических

11 » V

сценариев;

• разработать алгоритм нахождения критических значений параметров потока воды, обеспечивающих прекращение распространения лесного пожара;

• исследовать взаимодействие потока воды с лесными пожарами в зависимости от выбранного сценария подачи воды и осуществить поиск оптимальных значений параметров для тушения;

• осуществить сравнительный анализ полученных результатов с известными данными по критическому количеству воды, необходимой для тушения лесного пожара.

Объектом исследования являются лесные пожары в лесах Нижегородской области.

Предметом исследования является влияние сценариев и параметров подачи воды на динамику пожара.

Методологической основой работы служат труды отечественных и зарубежных авторов в области математического моделирования лесных пожаров, гидродинамики, и численных методов.

Информационную базу составляют типы растительности, характерные для лесов Нижегородской области, и их термокинетические постоянные, экспериментальные данные по формированию и распылению струи воды, а так же по испарению капли, известные экспериментальные и теоретические данные по оценке количества воды, требуемого для тушения пожара.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

1. Впервые на основе методов механики реагирующих сред сформулированы и обоснованы физико-математические постановки взаимодействия потока воды и лесного пожара. Разработана двумерная и квазитрёхмерная модель подачи воды источником, движущимся параллельно фронту пожара. Разброс воды в этих

] $ 1 I * I п I

моделях задается по нормальному закону распределения вокруг ,

• л Л- "

точки» прицела м в предположении мгновенного попадания^ зону М' ;• *

горения. •

2. Численные результаты показали, что при подаче воды в нижнюю часть зоны пожара с температурой выше критической пламя вытесняется из нижней части слоя лесных горючих материалов, а конвективные потоки не способствуют возобновлению горения на потушенных участках. Это существенно снижает требуемый для тушения массовый расход воды.

3. На основе численных расчётов динамики пожара с учётом предложенных моделей подачи воды проведён анализ различных сценариев подачи воды в область пожара.

4. Проведена верификация полученных моделей на основе ' аналитических решений и тестовых расчетов с известными экспериментальными и теоретическими исследованиями. I

5. Найдены критические значения, как для точки прицела, так и для скорости подачи воды необходимые для успешного тушения лесного пожара.

6. Разработана программная реализация описанных выше алгоритмов.

Теоретическая значимость диссертационной работы состоит в

разработке физико-математических моделей тушения лесного пожара водой, подаваемой стационарно стоящей или движущейся водяной пушкой на основе законов механики реагирующих сред, позволяющих исследовать влияние различных стратегий тушения на его динамику.

Практическая значимость диссертационной работы состоит в оценке критических значений расхода воды и скорости движения водяной пушки, необходимых для успешного тушения пожара. Результаты могут быть использованы для совершенствования стратегии и тактики борьбы с крупными лесными пожарами с учётом изменения розы ветров и определения наиболее опасных участков.

Положения, выносимые на защиту

1. Впервые осуществлено математическое моделирование тушения лесного/ пожара при помощи водяной пушки с учетом аэродинамики протекающих процессов на основе законов механики реагирующих сред и заданного расхода воды.

2. Получены оценки критических значений расхода воды при разных сценариях её подачи.

3. Разработана квазитрёхмерная модель тушения лесных пожаров с учётом движения водяной пушки вдоль фронта пожара.

4. Алгоритм оптимизации параметров подачи воды в область лесного пожара, учитывающий уязвимость зон пожара по температуре среды и местоположению точки прицела.

5. Выявлены основные факторы, рассматриваемых сценариев подачи воды, влияющие на эффективность тушения, такие как высота точки прицела, массовый расход воды, критическая температура.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации отражены в 24 научных публикациях, в том числе в 7 работах в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Основные положения диссертации докладывались на следующих конференциях: 20-ая Юбилейная Международная научно-практическая конференция по графическим информационным технологиям и системам «КОГРАФ-2010», Н.Новгород, 2010; Всероссийская научная конференция «Математическое и физическое моделирование опасных природных явлений и техногенных катастроф», Томск, 2010; ФОРУМ «Суперкомпьютерные технологии и высокопроизводительные вычисления в образовании, науке и промышленности». Секция «Суперкомпьютерные технологии в промышленности», Н. Новгород, 2011; XXVII Международная научно-практическая конференция «Инновации в науке», Новосибирск, 2013; 4-th Fire Behavior and Fuels Conference, St. Petersburg, 2013; Всероссийская научно-практическая заочная конференция «Достижения и приложения

современной информатики, математики и физики», Нефтекамск, 2013;

» Г " л г* ^ ^ г,. * * \

Международная студенческая ,, конференция: «Актуальные проблемы

< ' * >>' ifi'

естествознания и образования в условиях современного мира», Н. Новгород, 2013; Международная научно-практическая конференция: перспективы развития науки, Уфа, 2014; XIII Международная молодежная научно-техническая конференция «Будущее технической науки», Н. Новгород, 2014.

Полученные результаты используются в исследовательских проектах, выполняемых при участии автора диссертации: РФФИ 11-08-97074-р_Поволжье_а «Математическое моделирование, мониторинг и прогноз динамики лесного пожара (на примере Нижегородской области)», 13-03-91164-ГФЕН_а «Экспериментальное исследование кинетики и механизма термического разложения лесных горючих материалов и процессов распространения пламени по их слою».

Достоверность полученных результатов обусловлена корректным использованием хорошо апробированной общей модели лесных пожаров и"

,, г

известных численных схем. В основе новых моделей лежат физически обоснованные предположения, сделанные на основе экспериментальных и теоретических данных по динамике движения и испарению капли. Результаты численного моделирования хорошо согласуются с известными экспериментальными и теоретическими данными по оценке необходимого для тушения количества воды на единицу площади фронта пожара.

Личный вклад. В работах [3, 18-20, 34-36, 53-56, 64-65, 69, 71, 78, 8082, 86-87, 93, 98, 111, 162] автору диссертации принадлежит идея и обоснование математической модели тушения пожара, а также проведённые численные расчёты. В совместных работах, научному руководителю принадлежат обсуждение результатов, а также выбор методов исследования.

Объем и структура диссертации. Объем диссертации 123 машинописных страниц. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованных источников, состоящего из 170 наименований. В работе содержатся 45 формул, 5 таблиц и 30 рисунков.

Во введении обосновывается актуальность исследуемой темы, устанавливаются цель ^ и /.„• задачи, определяются предмет и объект исследования, демонстрируются теоретическая и практическая значимость проведенных исследований, приводится обоснование научной новизны полученных результатов. Коротко освещаются изученные проблемы и результаты, ранее полученные в области моделирования лесных пожаров, струи воды, динамики испарения капли и взаимодействия мелкодисперсной воды и огня.

Первая глава является вводной, в ней отражается современное состояние моделирования динамики лесных пожаров. Первый параграф посвящен обсуждению современных подходов к моделированию лесных пожаров. Анализ современных моделей лесных пожаров показал, что наиболее полными являются физико-математические модели. Именно эти модели в дальнейшем используются для решения задач, поставленных в диссертации. Во втором параграфе приведён обзор методов моделирования струи воды. Анализ экспериментальных и теоретических работ в области исследования динамики струи показал, что для тушения лесных пожаров предпочтительнее использовать компактные струи, позволяющие осуществлять подачу воды на большие расстояния. Третий параграф посвящен моделированию частиц воды, водяных завес и сплинкерных систем. Исследования взаимодействия капли, воды и горячей среды показали, что для тушения лесных пожаров нецелесообразно использовать тонкораспылённую воду, так как под действием конвективных течений, формируемых при горении, вода уносится из зоны пожара, не успевая испариться. Таким образом, анализ российских и зарубежных источников показал, что нет физико-математических моделей, на основе механики реагирующих сред, позволяющих моделировать процесс динамической подачи воды и тушения лесного пожара при помощи водяной пушки с учетом её движения.

Во второй главе приводятся постановки решаемых задач о динамике лесного пожара. Первый параграф посвящён описанию физико-

математической постановки динамики лесного пожара и его взаимодействия со свободной водой, включая модели подачи воды по всему фронту пожара и при помощи водяной пушки, движущейся параллельно фронту пожара. Во втором пункте данного параграфа описана модель, основанная на предположении независимости динамики пожара и интенсивности подачи воды от продольной координаты. Предполагается, что вода подаётся в заданную точку с рассеянием по распределению Гаусса. Третий пункт первого параграфа посвящён квазитрёхмерной постановке подачи воды в зону пожара, позволяющей учитывать движение водяной пушки вдоль фронта пожара на постоянном расстоянии от него. Во втором параграфе описываются особенности численного решения задачи о тушении лесного пожара. Особое внимание уделяется дискретизации интенсивности подачи воды. В третьем параграфе приведён алгоритм метода дихотомии для нахождения критических значений массового расхода воды и скорости движения водяной пушки для различных условий подачи воды.

Алгоритмы и результаты численного моделирования динамики лесных пожаров для различных сценариев тушения пожара и их анализ приведены в третьей главе. В первом параграфе приведены результаты численного моделирования взаимодействия потока воды с лесным пожаром в двумерной постановке. Показано, что наиболее эффективно тушение в случае подачи воды в точки с минимальной высотой. Результаты моделирования тушения лесного пожара при помощи водяной пушки движущейся параллельно фронту пожара и их анализ приводятся во втором параграфе. Сделан вывод о том, что тушение пожара наиболее эффективно в случае использования водяной пушки с большим расходом воды. В третьем параграфе исследовано влияние скорости ветра на критическую интенсивность подачи воды. В четвёртом параграфе приведены оценки энергии процессов сушки, пиролиза и горения, являющихся ключевыми при лесном пожаре.

В заключении работы сформулированы выводы по теме диссертации.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОТОКА ВОДЫ И ДИНАМИКИ ЛЕСНОГО

ПОЖАРА

В главе отражается современное состояние моделирования динамики лесных пожаров и динамики струи. Выполнен критический обзор моделей струи, динамики воды и процессов испарения капли и проведён анализ основных факторов, определяющих динамику тушения лесных пожаров.

Проблема природных катастроф на протяжении всей жизни человечества стояла на одном из первых мест, так как их последствия очень тяжелы во многих сферах жизни общества, как с точки зрения биологических жертв, так и с точки зрения экономического ущерба для государств, подвергшихся действию природных катастроф. В частности, к таким проблемам относят и проблему лесных пожаров. Виной тому становится не только жаркий и засушливый климат, но и человеческий фактор. Потушить лесной пожар, особенно если он повальный, достаточно сложно, поэтому особое значение имеет эффективность его тушения. А для этого в свою очередь нужно знать динамику лесного пожара с учётом различных способов и режимов подачи воды. Среди современных работ можно выделить следующие группы: работы, посвящённые моделированию динамики пожара, работы, посвящённые динамике струи воды и капли под воздействием различных внешних факторов и работы, посвящённые взаимодействию воды и огня.

Все методы тушения условно можно разделить на непосредственно воздействующие на фронт пожара и направленные на локализацию зоны горения. Как известно, фронт пожара имеет несколько зон с характерными температурами [26, 37]. В зависимости от того, на какую зону фронта пожара оказывается воздействие водой, тушение будет либо эффективным, либо нет. Зона пиролиза является самой уязвимой зоной пожара [26], то есть в этой области происходит термическое разложение органических веществ при нагревании, образование летучих продуктов и их перемешивание с воздухом.

Вода является одним из наиболее распространенных и доступных

■5 «■ ' . . ' . : ' / средств г тушения лесных пожаров. Она может использоваться для тушения

как низовых, верховых, так и почвенных (подстилочных и торфяных)

пожаров. В зависимости от типа пожара, характера его распространения,

наличия воды могут быть поставлены цели как остановки распространения

кромки пожара, так и полного тушения. Для тушения пожаров, используется

вода из имеющихся вблизи источников или привозимая в пожарных

автоцистернах и других ёмкостях. Для тушения пожаров можно использовать

стационарные агрегаты для подачи воды или движущиеся источники

(например, поливочные машины), причём подача воды может

осуществляться как в виде компактной, так и в виде распыленной струи. Как

правило, для тушения лесных пожаров применяются источники подачи воды,

такие как ранцевые лесные огнетушители, мотопомпы и автоцистерны.

Скорость подачи воды и скорость передвижных средств тушения - величины

ограниченные. При крупных лесных пожарах или при мощном слое

подстилки, а также на задернелых почвах рекомендуется использовать

. сплошную струю, получаемую с помощью насосных установок со

значительно большим расходом воды на квадратный метр горящей площади.

В целях снижения ущерба от лесных пожаров важно использовать

современные технологии тушения, позволяющие быстро его локализовать.

Современный процесс тушения связан с нарушением лесных биогеоценозов

и причинением экологического вреда лесам, а при высокой полноте

древостоев ещё и ограничен трудностями передвижения техники.

Использование, при тушении лесного пожара ручного труда не обеспечивает

достаточной производительности. В результате этого увеличивается длина

кромки пожара и как следствие пройденная им площадь. Таким образом,

одной из приоритетных задач науки является поиск эффективных способов

борьбы с лесными пожарами, что невозможно без детального анализа

взаимодействия струи воды с ними.

1.1. Современные подходы к моделированию пожаров ^

- - - I л

Ч <* * к " , , - , ^ 1 / , V ¿¿I

Использование экспериментальных методов исследования' пожаров \ и \

- Г1— >

1 с % %Лд - ' * , ^

тем более методов их тушения - задача не тривиальная и требующая больших 1 затрат. Современные модели, как правило, не позволяют полностью моделировать динамику протекающих процессов при тушении лесных пожаров. Как известно, модели лесных пожаров бывают сложными и упрощёнными, базирующимися на анализе статистических или экспериментальных данных по процессам горения лесных горючих материалов. Среди всех моделей пожаров, как правило, выделяют эмпирические [110] и полуэмпирические [23, 90, 113, 114, 117, 127, 130, 131, 139, 145, 153, 154, 156-158, 166, 167] модели. Их отличительной особенностью является замена причинно-следственных связей между ключевыми параметрами их статистическими зависимостями. Использование данных моделей осложнено для регионов России, характеризующихся различными типами растительности и условий. Эти модели требуют сбора ' большого количества статистических данных и получения новых зависимостей для каждого ареола растительности. Большинство эмпирических и полуэмпирических моделей не включают в себя данные о концентрациях компонент и температуре среды пожара или содержат упрощенные зависимости для их определения, что делает невозможным анализ динамики самого процесса горения. Среди всех полуэмпирических моделей лесных пожаров широкое распространение получили волновые модели. Описание горения в таких моделях осуществляется с помощью функции предиката, определяющей множество точек местности, охваченной огнем в данный момент времени. В основе этих моделей лежит принцип Гюйгенса [153, 154], а именно, все точки затронутые огнем, являются источником дальнейшего распространения горения. Скорость распространения пожара в таких моделях определяется на основе экспериментальных данных или наблюдений. На территории с неоднородными условиями форма фронта пожара становится сложной. В

работе [90] автором^ рассматривается два основных подхода к моделированию фронта пожара на основе клеточной и волновой моделей. В рамках клеточных моделей сетка накладывается на анализируемую территорию. В каждый момент времени пожар рассматривается как множество клеток и сам шаблон проектирования (паттерн) распространения огня дискретизируется. Процесс моделирования распространения огня осуществляется следующим образом: новые точки, охваченные пожаром, определяются в результате применения паттерна распространения к точкам, захваченным пожаром на предыдущем шаге по времени. Таким образом, сложность вычислений становится пропорциональной количеству точек, охваченных процессом горения за все время от начала процесса моделирования. Канадская волновая модель Прометей [127] осуществляет расчёт пожара на основе шаблонов распространения пожара в форме эллипса, двойного эллипса, овала или капли в однородной среде. Вид и характеристики шаблона определяются на основе экспериментальных данных. Среди достоинств модели Прометей [127] следует отметить вычислительную простоту. Это позволяет задействовать максимальное количество точек по пространству и по времени, сохраняя высокую скорость вычислений при малой погрешности дискретизации. Однако эта модель пренебрегает основными характеристиками горения (концентрациями веществ и температурой), подменяя их булевой функцией наличия или отсутствия процесса горения в точке. Данная модель не позволяет осуществлять моделирование постепенного затухания пожара.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лощилова, Наталья Алексеевна, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

' Ч * е *

1. Абдурагимов, И.М. Физико-химические основы развития и тушения

у, л«

пожаров / И.М.' Абдурагимов, В.Ю. Говоров, В.Е. Макаров.' — М.: ВИПТШ МВД СССР, 1980. - С. 195-198.

2. Абрамов, Ю.А. Моделирование процессов в пожарных стволах / Ю.А. Абрамов, В.Е. Росоха, Е.А. Шаповалова. — Харьков: Фолио, 2001. — 195 с.

3. Алгоритм решения обратной задачи определения термокинетических постоянных на основе модифицированного метода дихотомии / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Достижения и приложения современной информатики, математики и физики: Материалы Всероссийской научно-практич. заочной конф. — Нефтекамск, 2013. - С.41-43.

4. Алисов, Б.П. Климатические области и районы СССР / Б.П. Алисов. - М., 1947.

5. Балютика крапель, як1 випаровуються при полыш / СЛ. Кучеренко. — Харюв: ХНТУСГ, 2007. - 304 с.

6. Баратов, А.Н. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтехимической промышленности / А.Н. Баратов, E.H. Иванов. — М.: Химия, 1979.-414 с.

7. Безродный, И.Ф., Расчёты траектории испаряющейся капли в среде с пространственно-неоднородными свойствами / И.Ф. Безродный, С.И. Пучков, В.Д. Филиппов // Проблемы пожарной безопасности зданий и сооружений. - М.: ВНИИПО МВД СССР, 1990. - С.184-185.

8. Белоцерковская, И.Е. Математическое моделирование динамики лесных пожаров под воздействием внешних факторов: дис. ... канд. физ.-мат. наук. - Нижний Новгород, 2013. -109 с.

9. Белоцерковский, О. М. Метод крупных частиц в газовой динамике. Вычислительный эксперимент / О.М. Белоцерковский, Ю.М. Давыдов. - М.: Наука, 1982. - 392 с.

it

к

ч

10. Букреев, В.И. Влияние аномальной зависимости плотности от температуры на поверхностное гравитационное течение // Прикладная механика и техническая физика.- 2005. - Т. 46 .- № 1. - С. 63 — 69.

11. Вести.ру. В Сибири горит больше 12 тысяч гектаров леса [электронный ресурс] // URL:: http://www.vesti.ru/doc.html?id=1876204&tid=97194 (дата обращения: 24.06.2014).

12. Виноградов, А.Г. Методика расчёта экранирующих свойств водяных завес // Пожаровзрывобезопасность. - 2014.- №1. - С. 45-55.

13. Виноградов, А.Г. Моделирование процесса формирования водяной завесы средствами FlowVision [электронный ресурс] // URL:: http://www.tesis.com.ru/infocenter/downloads/flowvision/fv_esl 0_apb. pdf (дата обращения: 24.06.2014).

14. Виноградов, А.Г. Поглощение лучистого теплового потока в распыленной водяной струе / А.Г. Виноградов // Вестник Национального технического университебта Украины «Киевский политехнический институт». — 2012. — №65.-С. 145-152.

15. Виноградов, А.Г. Поглощение теплового излучения водяными завесами // Пожаровзрывобезопасность. — 2012. — Т. 21. № 7. — С. 73-82.

16. Виноградов, А.Г. Экранирование теплового излучения полидисперсными водяными завесами // Пожаровзрывобезопасность. — 2013 — Т. 22. - № 6.-С. 74-84.

17. Влияние водного барьера на динамику ландшафтных лесных пожаров / И.Е. Белоцерковская [и др.] // Естественные и технические науки.- 2013.-№ 3. - С. 26-31.

18. Влияние водного барьера на эффективность тушения лесного пожара / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Инновации в науке. - 2013. - № 27. -С. 26-34.

19. Влияние интенсивности сброса воды на эффективность тушения лесного пожара / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Инновации в науке. -2013.- № 27. - С. 35-40.

20. Влияние рельефа местности и ветра на развитие лесного пожара / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Актуальные проблемы естествознания и образования в условиях современного мира: материалы Междунар. студ. конф. -М.:РОАТ МНИТ, 2013.

21. Высокоморная, О.В. Численное исследование тепломассообмена в системе «одиночная капля воды — высокотемпературная газовая среда» / О.В. Высокоморная, Г.В. Кузнецов, П.А. Стрижак // Материалы Минского международного форума по тепломассообмену (MIF 14), 2012. [электронный ресурс] URL :: http://www.itmo.by/pdf7mif_2012_ru/Section 2/2-86.pdf (дата обращения: 24.06.2014)

22. Годунов, С. К. Разностный метод численного расчета разрывных решений уравнений гидродинамики // Матем. сб. 1959.47(89):3,- С. 271—306.

23. Головко, A.B. Влияние ветра на процесс распространения пожара в математической модели клеточного автомата // ПССЗТ. - 2010. - №3.- С. 68-71.

24. Горовая, E.H. Расчет допустимой площади пожара к началу тушения / E.H. Горовая, Г.Н. Коровин // Лесные пожары и борьба с. ними.-Пушкино: ВНИИЛМ, 1987. - С.170-176.

25. Горовая, E.H., Математическое моделирование процессов распространения и тушения лесных пожаров / E.H. Горовая, Г.Н. Коровин // Горение и пожары в лесу: материалы Первого Всесоюзн. совещ. — Красноярск: ИЛИД СО АН СССР, 1979.4. 2. - С. 38-53.

26. Гришин, A.M. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними / A.M. Гришин. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1992.— 405 с.

27. Гундар C.B. Риск потерь воды при тушении лесных пожаров / C.B. Гундар, А.Н. Денисов // Системы безопасности — 2011: материалы XX научно-технич. конф. [электронный ресурс] URL :: window.edu.ru/resource/045/80045/files/PTB-2013.pdf (дата обращения: 24.06.2014).

<ч

28. Гундар, C.B., Денисов А.Н., Трифонов Н.Я. Приемлемый пожарный риск Jf

_ ' ^l'iùp'i

'/ C.B. Гундар, А.Н. Денисов, Н.Я. Трифонов /Г f ^g

» ,, , у '>f

Пожаровзрывобезопасность. - 2009. - №3. - С. 51-вв. , р ,/!!

V" f

29. Доррер, Г.А. Модель распространения криволинейного фронта лесного пожара//ФГВ. - 1984. -№1. - С.11-19.

30. Доррер, Г.А. Теория распространения лесного пожара как волнового процесса: дис. ... докт. техн. наук. — Красноярск: Институт леса и древесины СО РАН СССР, 1989. - 407 с.

г

31.Драйздей, Д. Введение в динамику пожаров / Д. Драйздейл. — М.: Стройиздат, 1990. - 424 с. ';/

32. Иванов, Е. Н. К расчёту расходов воды для тушения пожаров в городах // Ii

Пожарная техника и тушение пожаров. - М.: ВНИИПО МВД СССР - Ï

&

1974. -вып. 12. - С. 50-56.

*

33. Иванов, E.H. Расчёт и проектирование систем пожарной защиты / E.H. ?:

а ^ w;

Иванов. - М.: Химия, 1977. - 376 с. „

34. Изучение влияния различной плотности растительности на аэродинамику в лесных массивах / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Будущее технической науки: XIII междунар. молодежная научно-технич. конф. Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р. Е. Алексеева. — Нижний Новгород, 2014. -С. 485-486.

35. Использование высокопроизводительных вычислений при моделировании природных и техногенных катастроф / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Суперкомпьютерные технологии и высокопроизводительные вычисления в образовании, науке и промышленности: материалы форума. - Н.Новгород, 2011. - С. 247.

36. Катаева, Л. Ю. Параллельное программирование: Учеб. пособие для студентов технических специальностей всех форм обучения / Л.Ю. Катаева, A.B. Романов, H.A. Романова (Лощилова). Hl ТУ им. Р. Е. Алексеева.- Нижний Новгород: НГТУ им. Р. Е. Алексеева, 2011. - 137 с.

> » V .

37. Катаева, Л.Ю. Анализ динамических процессов аварийных ситуаций природного и техногенного характера: дис. ... докт. физ.-мат. наук.

» * * л 4 N

Нижний Новгород: НГТУ им. P.E. Алексеева, 2009.

38. Катаева, Л.Ю. О тепло- и массообмене бесконечного реагирующего цилиндра с нагретой средой с учетом вдува газообразных горючих продуктов, а также гомогенных и гетерогенных реакций // Изв. АИН РФ, ПММ. - 2004. - Т.9.

39. Катаева, Л.Ю. Постановка и проведение вычислительного эксперимента по исследованию аэро- и гидродинамических процессов в аварийных ситуациях природного и техногенного характера: монография. — М.: РГОТУПС, 2007.- 218 с.

40. Катаева, Л.Ю., Влияние излучения на динамику лесного пожара / Л.Ю. Катаева, Д.А. Масленников, И.Е. Белоцерковская // XXIII семинар по струйным, отрывным и нестационарным течениям (с международным участием): сб. трудов НИТПУ. - Томск: НИТПУ, 2012. - С. 181-185.

41. Кириченко, И.К. Моделирование параметров сброса воды с пожарного самолета Ан-32П на основании данных полученных «cup-and-grid» методом / И.К. Кириченко, В.К. Мунтян, Р.Г. Мелещенко // Проблемы пожарной безопасности. - 2010. - № 28. - С. 86-92.

42. Конев, Э.В. Физические основы горения растительных материалов / Э.В. Конев. - Новосибирск: Наука, 1977.- 239 с.

43. Коровин, Г.Н. Имитационная модель лесного пожара // Современные методы профилактики, обнаружения и тушения лесных пожаров: тез. докл. Всесоюзного научно-технич. совещания 8-9 апреля 1985. -Петрозаводск, 1985. - С.92-94.

44. Коровин, Г.Н. Модель низового лесного пожара в установившемся режиме развития и расчет ее параметров на ЭВМ "Проминь" // ЭВМ и математические методы в лесном хозяйстве. - Л.: ЛенНИИЛХ, 1969. - С. 24-35.

45. Коровин, Г.Н. Таблицы предельных площадей и периметров лесных пожаров к началу тушения, скоростей распространения и локализации

< Ли? f ,„ J.- f ,

пожаров. Временные нормативы на выполнение работ по тушению лесных пожаров / Г.Н. Коровин. - М.: Гослесхоз СССР, 1986.- С. 12-19.

46. Лощилов, С.А. Влияние термокинетических параметров пиролиза и двухъярусности лесных горючих материалов на процессы распространения лесных пожаров: дис.... канд. физ.-мат. наук. — Нижний Новгород: Hl ТУ им. P.E. Алексеева, 2013. - 116 с.

47. Майков, И. Л. Численная модель динамики капли вязкой жидкости / И.Л. Майков, Л.Б. Директор // Вычислительные методы и программирование. -2009. - Т. 10. - С. 148-157.

48. Масленников, Д.А. Об особенностях моделирования излучения при пожарах / Д.А. Масленников, Л.Ю. Катаева, И.Е. Белоцерковская // Труды НГТУ им. P.E. Алексеева. 2012. № 2.- С. 66-75.

49. Масленников, Д.А. Особенности математического моделирования, распространения суммарного теплового потока при лесных пожарах / Д.А. Масленников [и др.]. - Нижний Новгород: Стимул-СТ, 2012.- 110 с.

50. Масленников, Д.А., Численное моделирование динамики пожара с учетом рельефа местности и внешнего поля скоростей / Д.А. Масленников, Л.Ю. Катаева, И.Е. Белоцерковская // Пожаровзрывобезопасность. — 2012. — Т. 21.-№12.

51. Метод исследования взаимодействия диспергированной воды с пламенем / Ю. В. Алеханов [и др.] // Физика горения и взрыва. - 2006. - № 1. С. 5764.

52. Мешалкин, Е. А., Состояние и перспективы разработок изделий для тушения пожаров тонкораспыленной водой/ Е.А. Мешалкин, П.М. Шевченко [электронный ресурс] // Каталог «Пожарная автоматика 2008». URL :: http://flresprinkler.ru/dmdocuments/FS090202.pdf (дата обращения: 24.06.2014)

< I t i ¡3

* *

A, "

' fe

53. Моделирование горения с использованием многопроцессорных систем / • f * Н.А. Романова (Лощилова) [и др.] // КОГРАФ-2010: материалы 20-й "

1 i yi ^

Юбилейной Международной научно - практич. конф. по графическим V / информационным технологиям и системам - Н.Новгород, 2010.

54. Моделирование распространения суммарного теплового потока при лесном пожаре на GPU кластере / Н.А. Романова (Лощилова) [и др.] // Будущее технической науки: материалы XIII междунар. молодежной научно-технич. конф. — Нижний Новгород: Hi ТУ им Р.Е. Алексеева, 2014.-С. 482-483.

55. Моделирование тушения пожара водяной пушкой, движущейся параллельно фронту пожара / Н.А. Романова (Лощилова) [и др.]// Фундаментальные исследования. - 2014. - № 6. - Ч. 7 С. 1369-1374.

56. Моделирование тушения пожара потоком воды сверху / Н.А. Романова -(Лощилова) [и др.] // Информационные системы и технологии: : материалы XX междунар. научно - технич. конф.- Нижний Новгород,

2014.-С. 27. У/

ïS

57. Моделювання польоту крапель, яю випаровуються при pyci в газ1 / СЛ. Кучеренко. - Харюв: Едена, 2006. - 203 с.

58. Молокова, C.B. Разработка инженерных методов обеспечения пожарной безопасности в лесном комплексе: дис. канд. ... техн. наук.- Брантск, 2008. - 140 с.

59. Мунтян В.К. Влияние параметров полета самолета Ан-32П на точность сброса огнетушащего вещества / В.К. Мунтян, Р.Г. Мелещенко . — Харьков: УГЗУ, 2009.

60. Мунтян, В.К. Моделирование траектории полета ядра воды, сброшенной с пожарного самолета АН-32П / В.К. Мунтян, Р.Г. Мелещенко // Проблемы пожарной безопасности. — 2010. - № 27. — С. 145-150.

61. Мунтян, В.К., Формирование водяного пятна при сбросе воды с пожарного самолета Ан-32П / В.К. Мунтян, И.С. Агапова,

Р.Г. Мелещенко // Проблемы пожарной безопасности. — 2009. - № 26 — С. 80-81.

t , ) '

' * * <

62. Мунтян, В.К., Формирование водяного пятна при сбросе воды с пожарного самолета Ан-32П / В.К. Мунтян, И.С. Агапова, Р.Г. Мелещенко // Проблемы пожарной безопасности. — 2009. - № 26. — С. 80 -81.

63. Нигматулин, Р. И. Динамика многофазных сред : в 2 ч. / Р. И. Нигматулин. - М. : Наука, 1987.- 359 с.

64. Об оптимальной стратегии тушения лесного пожара водяной пушкой / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Современные проблемы науки и образования. -2014. — № 3.- 8 с. URL: www.science-education.ru/117-13179 (дата обращения: 24.06.2014).

65. Об особенностях моделирования тушения лесного пожара при помощи водной пушки / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Информационные системы и технологии: материалы XX междунар. научно-технич. конф. -Н.Новгород, 2014. - С.28.

66. Ольшанский, В.П. К расчёту предельной дальности подачи испаряющихся тонкораспылённых огнетушащих веществ установками импульсного пожаротушения / В.П. Ольшанский, C.B. Ольшанский // Пожаровзрывобезопасность. — 2005. — №4. — С.67-70.

67. Ольшанский, В.П. О влиянии реактивной силы на скорость полета испаряющихся капель распыленных огнетушащих веществ / В.П. Ольшанский, C.B. Ольшанский // Коммунальное хозяйство городов. - 2008. - № 84. - С. 397-406.

68. Ольшанский, В.П. О нелинейной модели падения испаряющейся капли / В.П. Ольшанский, C.B. Ольшанский // Коммунальное хозяйство городов: науч.-техн. сб. — Киев: Технша, 2006. Вып.67. — С.351-357.

69. Определение расхода воды, необходимого для тушения пожара / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Информационные системы и

технологии: материалы XX междунар. научно-технич. конф.- Н.Новгород,

j ' * f s

2014.-С. 29. - • ' .

, <• Гч.„ К',»

" >ь

70. Осипов, С.Н. Вентиляция шахт при подземных пожарах / С. Н. Осипов, В. М. Жадан. -М. : Недра, 1972. - 150 с.

71. Особенности создания баз данных на основе веб-технологий для моделирования лесных пожаров (Высокоборское лесничество Борского района Нижегородской области) / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Современные проблемы науки и образования. — 2013. — № 6. 8 с. URL: www.science-education.ru/113-11669 (дата обращения: 24.06.2014).

72. Паровой взрыв тонкостенной капсулы с водой / Ю.Б. Базаров [и др.] // XI Харитоновские тематические научные чтения, г. Саров, 16-20 марта 2009 г. [электронный ресурс] URL :: http://www.ocean.ru/component/ (дата обращения: 24.06.2014).

73. Первый канал. Крупнейший в истории Швеции лесной пожар охватил юг страны [электронный ресурс] // URL:: http://www.ltv.ru/news/world/264723 (дата обращения: 24.06.2014).

74. Перминов, В.А. Математическое моделирование возникновения верховых и массовых лесных пожаров: дис. доктора физ.-мат. наук.- Томск: Томский госуниверситет, 2010. - 282 с.

75. Пожарная автоматика / А.Ф. Иванов [и др.]. - М.: ВИГГПИ МВД СССР, 1977.-296 с.

76. Пузач, C.B. Методы расчета тепломассообмена при пожаре в помещении и их применение при решении практических задач пожаровзрывобезопасности / C.B. Пузач. — М.: АГПС МЧС России, 2005. -336 с.

77. Пучков, С.И. Способ тушения пожара в кабельном туннеле / С.И. Пучков, A.A. Лебедев // Средства противопожарной защиты: сб. науч. тр. —М.: ВНИИПО, 1993. - С. 49-61.

78. Реализация модели распространения верхового лесного пожара с использованием технологии параллельного программирования / H.A.

Катаева (Лощилова),' [и др.] // Пожаровзрывобезопасность. - 2010.-Т.19.- №10. - С.38-40.

79. Роенко, В. Уникальные свойства температурно-активированной воды // Пожарное дело. - 2009. - №4. - С. 20.

80. Романова (Лощилова), H.A. Математическое моделирование динамической подачи воды в зону лесного пожара равномерно по всему фронту // Перспективы развития науки: сб. ст. Международной научно-практич. конф. 20 марта 2014 г. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. - С.10-13.

81. Романова (Лощилова), H.A. О зависимости массового расхода воды для успешного тушения лесного пожара от температуры точки прицела / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 6. - Ч. 7.-С. 1380-1383.

82. Лощилова, H.A. Использование методов механики реагирующих сред для моделирования процесса тушения лесных пожаров стационарным и движущимся источником подачи воды / H.A. Лощилова, A.A. Куркин // Труды Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева / Hl ТУ им. P.E. Алексеева. - Нижний Новгород, 2014. № 3 (105). - С.37-48.

83. Роуч, П. Вычислительная гидродинамика / П. Роуч. - М.: Мир, 1972.

84. Севриков, В.В. Автоматические быстродействующие системы пожарной защиты/ В.В. Севриков, В.А. Карпенко, И.В. Севриков // — Севастополь: Сев. ГТУ, 1996.-260 с.

85. Семко, А.Н. Использование импульсных струй жидкости высокой скорости для тушения газовых факелов / А.Н. Семко, С.А. Виноградов, И.Н. Грицына // Вестник Донецкого Национального университета. - 2011. -№1.- С. 160-167.

86. Система JIT (Just In Time) оптимизации для Python на базе OpenCL ядра / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Математическое и физическое моделирование опасных природных явлений и техногенных катастроф:

J

материалы Всероссийской науч. конф. Томск (18 — 20 октября). -Томск.

Г "j. Of

}\

* tf

2010.

87. Система централизованной обработки экспериментальных данных

исследования естественных и искусственных возмущений ионосферы / H.A. Романова (Лощилова) [и др.] // Естественные и технические науки. - 2010.- № 6(50). - С. 574-577.

88. Стариков, В.П. Расходометрические характеристики формирователя "Струя": расчет течения жидкости и гидравлических потерь // Коммерческий учет энергоносителей: материалы 24-й междунар. научно -практич. конф. - СПб.: Борей-Арт, 2006. - С. 120-126.

89. Стоцкий, А.Н. Математическая модель движения импульсной струи жидкости в воздухе с учетом переходных процессов в формирующем устройстве // Изв. 11 У. Технические науки. 2011. Вып.2. - С. 246 — 250. <

90. Тарасенко, А. А. Модель динамики контура природного пожара под действием совместного влияния ландшафтно-метеорологических - ..

' I

факторов // Проблемы пожарной безопасности: сб. науч. тр. — Харьков: -Фолио, 2008. Вып. 24. - С. 194 - 200.

91. Тарасов-Агалаков, Н. А. Практическая гидравлика в пожарном деле / H.A. Тарасов-Агалаков. - М.: Изд-во МКХ РСФСР, 1959. - 188 с.

92. Термогазодинамика пожаров в помещениях / В. М. Астапенко [и др.]; Под ред. Ю. А. Кошмарова. - М.: Стройиздат, 1988. - 448 с.

93. Технология параллельного программирования ОрепМР: методическая разработка для студентов всех специальностей и всех форм обучения / H.A. Романова (Лощилова) [и др.]. — Нижний Новгород: Hl Т'У им. P.E. Алексеева, 2012.-41 с.

94. Физические аспекты пылеподавления и распылительные устройства для их реализации / А.М. Ляшенко [и др.] // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм, ун-та им. Н.Е. Жуковского. — Харьков, 2010. Вып. 48. - С. 234 — 239.

95. Фридман, Б.И. Геоморфология Шахунских Увалов // Геоморфология. -

f.

1981.-№3.-С. 85-91.

96. Фридман, Б.И. Геологические путешествия по горьковской земле / Б.И. Фридман, Г.С. Кулинич. - Горький: Волго-Вят. кн. изд-во, 1990.- 192 с.

97. Численное исследование влияния вынужденных возмущений на течение жидких струй в газовой среде. / П.Б. Абросимов [и др.] // Журнал технической физики. - 2007.- Т. 77.- Вып. 11.- С. 39-43.

98. Численное моделирование лесного пожара в лесах Высокоборского лесничества Борского района нижегородской области / H.A. Романова (Лощилова), [и др.] // Современные проблемы науки и образования. — 2013. - № 6. - 8 с. URL: www.science-education.ru/113-11671 (дата обращения: 24.06.2014).

99. Численные методы в задачах физики быстропротекающих процессов: учебник для втузов / A.B. Бабкин [и др.] / — 2-е изд., испр. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - 520 с.

100. Шипулина, О.В. Математическое моделирование распространения фронта вершинного лесного пожара в однородном лесном массиве и вдоль просеки: дис.... канд. физ.-мат. наук.- Томск, 2000. - 145 с.

101. Шишаева, A.C. Моделирование свободных струйных течений в программном комплексе FlowVision НРС [электронный ресурс] // URL:: http://www.flowvision.ru/index.php/mezhdistsiplinarnye-materialy/46-93 (дата обращения: 24.06.2014).

102. Щербаков, И.С. Методика тушения низовых лесных пожаров с использованием струи переохлажденного водяного пара: дис. ... канд. техн. наук. - Иркутск, 2005. — 140 с.

103. Ющенко, Ю.Н. Автоматические установки пожаротушения и локализации для горных выработок шахт / Ю.Н. Ющенко, К.И. Лапин // Крупные пожары: Предупреждение и тушение: материалы XVI науч. -практич. конф. - М: ФГУ ВНИИПО МВД России, 2001.- С. 161-162.

104. A Dynamic Data Driven Wildland Fire Model / J. Mandel [et al.] //

л i ^

л '

UCD/CCM Report № 241. Center for Computational Mathematics Reports. -t Denver: University of Colorado, 2007.

105. A Mathematical Model on Interaction of Smoke Layer with Sprinkler Spray / K.Y. Li [et al.] // Fire Safety Journal. - 2009. - № 44.- P. 96-105.

106. A mathematical model on interaction of smoke layer with sprinkler spray / Lia K.Y. [et al.] // Fire Safety Journal. - 2009. -V. 44. № 1. - P. 96-105.

107. A Wildfire Model with Data Assimilation / J. Mandel [et al.] // UCD/CCM Report № 233. Center for Computational Mathematics Reports. - Denver: University of Colorado, 2006.

108. A wildland redynamic data-driven application system / J.L. Coen [et al.] // UCD/CCM Report No. 238. - Denver. USA: Center for Computational Mathematics Reports, 2006.

109. Ahhud-Madrid A. Effects of Water Mists on Premixed Flame Propagation in a Buoyancy-Free Environment / A. Ahhud-Madrid, P. Riedel, T. McKinnon. -Colorado, 1999.

110. Albini, F. A. Fire containment equations for pocket calculators. Research Note INT-268 / F.A. Albini, C.H. Chase Ogden, UT: USA: Department of Agriculture, Forest Service, Intermountain Forest and Range Experiment Station, 1980.

111. Algorithms for calculating the radiant heat flux during forest fires / N.A. Romanova [et al.] // Proceedings of 4th Fire Behavior and Fuels Conference, July 1-4, 2013, St. Petersburg, Russia Published by the, Missoula, Montana, USA:International Association of Wildland Fire. 2013.- C.379-381. URL::http://www.iawfonline.org/4_Fire_Behavior_Fuels_Conference_Proceed ings.pdf (дата обращения: 24.06.2014).

112. Alpert, R L. Numerical modeling of the interaction between automatic sprinkler sprays // Fire Safety Journal. -1985. - № 9. - P. 157-163.

113. An overview of FlamMap fire modeling capabilities / M.A. Finney [et al.] // Fuels Management-How to Measure Success: Conference Proceedings. 28-30

' t

*

•»К»

* sг

March 2006. - Portland, OR: Proceedings RMRS-P-41. Fort Collins, CO: U.S. "X

' * ч .V;

Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station.1

f t 1 te

2006.-P. 213-220. *

< f

114. Andrews, P. L. BehavePlus fire modeling system: past, present, and future // Proceedings of 7th Symposium on Fire and Forest Meteorological Society.

2007. October 23-25. - Bar Harbor, 2007.

115. Buchlin, J. M. Thermal Shielding by Water Spray Curtains // Belgium: Von Karman Institute. - 2004. - 33 p.

116. Bullen, M L. The Effect of a Sprinkler on the Stability of a Smoke Layer Beneath a Ceiling / M.L. Bullen // Fire Research Note 1016, Borehamwood, UK: Fire Research Station. - 1974. - Up.

117. Byram, G.M. Combustion of forest fuels // McGraw-Hill. - 1959. - P. 61-89.

118. Canadian Wildland Fire Information System [электронный ресурс] // URL::

* 1 l

http://cwfis.cfs.nrcan.gc.ca/ (дата обращения: 24.06.2014).

s „ „

119. Chow, W. K, Numerical Studies on the Interaction of Sprinklers and the Hot * U1 Layer / W. K. Chow, N. K. Fong // Architectural Science review. -1993. -V. Л 36.-P. 103-111.

120. Chow, W. K. Experimental Studies on Sprinkler Spray-Smoke Layer Interaction / W. K. Chow, A. C. Tong // Journal of Applied Fire Science. -1995.-№4.-P. 171-184.

121. Chow, W. K. Numerical Simulation on Cooling of the Fire-induced Air Flow

1

by Sprinkler Water Spray / W. K. Chow, N. K. Fong // Fire safety Journal. -1991.-V. 17.-P. 263-290.

122. Chow, W. K. Simulation of Sprinkler-hot Layer Interaction Using a Field Model / W.K. Chow, Y.L. Cheung // Fire and Material. - 1994. -V. 18. - P. 359-379.

123. Clark, T.L. Description of a coupled atmosphere-fire model / T.L. Clark, J. Coen, D. Latham // International Journal of Wildland Fire.- 2004. - V.13. - P. 49-63.

I I 1 * 1»

*** \ ' S1"-

1 *<• ' \"

124. Coen, J.L. Simulation of the Big Elk fire using coupled atmosphere-fire

f » t lf

1 modeling//J. Wildland Fire.-2005.-№14.-P. 49-59. «hi* / 4

> , . " _ ^ ■ , * f' ~

• t 5 ' i j-

125. Consalvia, L. Dynamic and radiative aspects of fire-water mist interactions / L. Consalvia, B. Porteriea, J.C. Lorauda // Combustion Science and Technology. 2004. V. 176. № 5-6. P. 721-752. DOI:10.1080/00102200490428062J.

126. Demonstrating the validity of a wildfire DDDAS / C.C. Douglas [et al.] // Computational Science ICCS 2006: 6th International Conference, UK, May 28-31. - 2006. - Part 3. - P. 522-529.

127. Development and structure of Prometheus: the Canadian Wildland Fire Growth Simulation Model / C. Tymstra [et al.] // Information Report NOR-X- ! 417, Canadian Forest Service, Northern Forestry Centre, Edmonton. - Alberta: Natural Resources Canada, 2010.-102 p.

/

128. Dmitrovskii, S. Iu. Rozrakhunok vitrati gazopovitrianikh sumishi v zamknutomu konturi / S. Iu. Dmitrovskii, V. V. Kovalishin, R. Ia. Lozinskii // 64 Zb. nauk. prate. - 2005. - №7. - P. 135-140. >

129. Experimental and Numerical Study of the Interaction Between Water Mist -and Fire in an Intermediate Test Tunnel / E. Blanchard [et al] // Fire Technology. 2013. DOI: 10.1007/sl0694-013-0323-z. '

130. Finney, M.A. FARSITE: Fire area simulator-model development and evaluation. Res. Pap. RMRS-RP-4 / Finney M.A. - Ogden, UT: USA. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station. 1998.-47 p.

131. Finney, M.A. Fire growth using minimum travel time methods // Can. J. For. Res. - 2002. - № 32(8). - P. 1420-1424.

132. Flame Suppression by Water Sprays: Exploring Capabilities and Failures of FDS / A. Tsoi [et al.] // Proc. of the Seventh Int. Seminar on Fire and Explosion Hazards ISFEH7 (5-10 May 2013, USA) .- Providence Research Publ., 2013-P. 482-491.

133. Friedman, R. An international survey of computer models for fire and smoke.

< „ .

Factory Mutual Research Corporation, Norwood, MA 02062 // J. of Fire Protection Engineering. - 1992. - № 4(3). - P. 81 -92.

134. Gerritsen, M. A High Order Finite Difference Scheme with Sharp Shock Resolution for the Euler Equations / M. Gerritsen, P. Olisson // RIACS Technical Report 96.01. 1996.

135. Gunnar, H. Investigation of a new sprinkler sensitivity approval test: The plunge test / H. Gunnar, F.S. Herbert // Technical Report Serial № 224852937. - Norwood, MA: Factory Mutual Research Corporation, 1976. RC 76-T-50.

136. Hart, R.A. Numerical modelling of tunnel fires and water mist suppression. PhD thesis. - Nottingham, 2005. - 341 p.

137. Harten, A. On the symmetric form of systems for conservationlaws with entropy // Technical Report ICASE 81-34. - Hampton, USA:NASA Langley Research Center, 1981.

138. Jameson, A. Numerical Solutions of the Euler Equations by Finite Volume Methods Using Runge-Kutta Time-Stepping Schemes / A. Jameson, W. Schmidt, E. Turkel // AIAA Paper 81-1259,1981.

139. Keetch, J. J. A drought index for forest fire control / J.J. Keetch, G.A. Byram // Res. Paper SE-38. Asheville - NC: USA: Department of Agriculture, Forest Service, Southeastern Forest Experiment Station, 1968. - 32 p.

140. Kovalishin, V.V. Metodika rozrakhunku parametriv gasinnia pozhezhi riznimi zasobami pozhezhogasinnia u protiazhnikh kanalakh (kabelnikh tuneliakh) / V.V. Kovalishin, I. N. Zinchenko // Metodika DITB Ukra'ini. — Ki'fv : Ukr-NDITCZ, 2012.-25 s.

141. Kovalishin, V.V. Modeliuvannia kharakteru vplivu vognegasnogo poroshku na oseredok pozhezhi spilno z retcirkuliatcieiu produktiv gorinnia / V.V. Kovalishin // Problemy pozharnoi bezopasnosti. — Kh.: NUGZU, 2011. — Vyp. 30. — S. 113-122.

142. Kovalyshin V. V. Zmina temperaturi u vidsikakh kabelnikh tuneliv u khodi zastosuvannia retcirkuliatcii produktiv gorinnia dlia gasinnia pozhezh / V. V.

Kovalishin, S. Iu Dmitrovskii // Pozhezhna bezpeka : zb. nauk. prate. — Lviv : LDUBZHD,2007.-№ 10.-S, 7-11. ; . , , ;,;<

i * * V

143. Lax, P.D. Difference Schemes for Hyperbolic Equations with High Order of Accuracy / P.D. Lax, B. Wendroff // Communications on Pure and Applied Mathematics.- 1964. - V. 17. - № 3. - P. 81-398.

144. LeVeque R. Numerical Methods for Conservation Laws // Birkhaeuser, Verlag, 1992.

145. Lichtenegger, K. Phase Transition in a Stochastic Forest Fire Model and Effects of the Definition of Neighborhood / K. Lichtenegger, W. Schappacher //IJMPC20.-2009.- №8.-P. 1247-1269,arXiv:0902.3680vl [nlin.CG]

146. Marshall, A.W. Modelling aspects of sprinkler spray dynamics in fires / A.W. Marshall, M. Di Marzo // Trans IChemE, Part B, Proc Safe Environ Protect. - 2004. - V. 82. - B 2. - P. 97-104.

147. Mawhinney, R.N. The development of a CFD based simulator for water mist suppression systems: the development of the fire submodel / R.N. Mawhinney "T // Journal of Applied Fire Science. - 2000. - №9 (4). - P. 311-345. (DOI: 10.2190/L07 V-KGDD-KUPJ-D397).

148. Mie, G. Beiträge zur Optik trüber Medien, speziell kolloidaler Metallösungen, Leipzig / G. Mie // Ann. Phys. - 1908. - P. 377- 445.

149. Morgan, H .P. Heat Transfer from a Buoyant Smoke Layer Beneath a Ceiling to a Sprinkler Spray 2-An Experiment / H.P. Morgan, K. Baines // Fire and Materials. - 1979. - № 3. - P. 34-38.

150. Morgan, H.P. Heat Transfer from a Buoyant Smoke Layer Beneath a Ceiling to a Sprinkler Spray 1-A Tentative Theory // Fire and Materials. - 1979.- №3.-P.27-33.

151. Numerical Study on the Interaction of Water Mist with a Fire Plume / Xiang, Di Zhao [et al.] // Applied Mechanics and Materials. - 2011.- P. 130-134. DOI 10.4028/www.scientific.net/AMM. 130-134.1730.

152. Patankar, S.V. A computer model for three-dimensional flow in furnaces 14th

Symp. (Int.) / S.V. Patankar, D.B. Spalding// Combust, the Combustion

» ? *

Institute. - Pittsburgh, 1973. - P. 605-614.

153. Richards, G.D. An elliptical growth model of forest fire fronts and its numerical solution // J. Numer. Meth. Eng. - 1990. - №30. - P. 1163-1179.

154. Richards, G.D. The properties of elliptical wildfire growth for time dependent fuel and meteorological conditions // Comb. Sci. Tech. - 1990.- №92. - P. 145171.

155. Roe, P. L., Approximate Riemann Solvers, Parameter Vectors, and Difference Schemes // Journal of Computational Physics. - 1981.- №43.- P. 357-372.

156. Rothermel, R. C. A mathematical model for predicting fire spread in wildland fuels // RP-INT-115, USDA Forest Service. - Ogden, UT, 1972

157. Rothermel, R. C. How to predict the spread and intensity of forest and range fires // GTR-INT-143, USDA Forest Service. - Ogden, UT, 1983.

158. Rothermel, R. C. Predicting behavior and size of crown fires in the Northern Rocky Mountains // RP-INT-438, USDA Forest Service. - Ogden, UT. 1991.

159. Sloof, J.W. Computational aerodynamics based on the Euler equations / J.W. Sloof, Dr.W. Schmidt // AGARD-AG-325. - France, 1994.

160. Steger, J.L. Flux Vector Splitting of the Inviscid Gasdynamics Equations with Application to Finite-Difference Methods / J.L. Steger, R.F. Warming // Journal of Computational Physics. - 1981. - № 40.- P. 263-293.

161. Sudzuki, Io. Issledovanie goreniia elektricheskogo kabelia vnutri ventiliatcionnogo kanala / Io Sudzuki, Iosinari Khane // Kasai. - 1978.- P. 2230.

162. The Impact of External Velocity Field on the Behavior of Landscape Fire / N.A. Romanova [et al.] // Proceedings of 4th Fire Behavior and Fuels Conference, July 1-4, 2013, St. Petersburg, Russia, Missoula, Montana, USA: International Association of Wildland Fire. 2013. - C. 357-359. URL::http://www.iawfonline.org/4_Fire_Behavior_Fuels_Conference_Proceed ings.pdf (дата обращения: 24.06.2014).

163. The interaction of thermal radiation and water mist in fire suppression / Wenhua Yanga [et al.] // Fire Safety Journal.2004. - V. 39. - № 1. - P. 41-66.

164. Van Leer, B. Flux-Vector Splitting for the Euler Equations / B. van Leer // Lecture Notes in Physics, 170:507-512. - Berlin: Springer Verlag. 1982. - P. 507-512.

165. Vysokomornaya, O.V. Heat and mass transfer in the process of movement of water drops in a high-temperature gas medium / O.V. Vysokomornaya, G.V. Kuznetsov, P.A. Strizhak // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. - 2013. - V. № 1.- P. 1-7.

166. Weber, R.O. Modelling fire spread through fuel beds // Progress in Energy and Combustion Science. - 1991. - V. 17.- P. 67-82.

167. Wildland Fire Decision Support System [электронный ресурс] // URL:: http://wfdss.usgs.gov/ (дата обращения: 24.06.2014).

168. Xiong, T.Y. Evaporation of a liquid droplet on a hot plate / T.Y. Xiong, M.C. Yuen // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 1991. V. 34. -P. 1881- 1894.

169. Yuen, M. C. Heat-transfer measurements of evaporating liquid drops / M.C. Yuen, L.W. Chen // Heat Mass Transfer. - 1978. - V. 21. - P. 537- 542.

170. Zhang, C. F. Stability of Smoke Layer under Sprinkler Water Spray / C.F. Zhang, R. Huo, Y.Z. Li // ASME's 2005 Summer Heat Transfer Conference. -CA, San Francisco. 2005.