Математическое и физическое моделирование возникновения, распространения и предотвращения природных пожаров

В рамках данного проекта с помощью методов математического и физического моделирования будут изучаться процессы возникновения и развития неконтролируемых очагов горения природных пожаров, а также методы связанные с их профилактикой и предотвращением. Для решения поставленной задачи будет использован комплексный теоретико-экспериментальный подход, в рамках которого данные, полученные с помощью методов математического моделирования катастрофических явлений (природных пожаров) будут сравниваться с результатами наблюдений последствий или результатами экспериментальных исследований. Наиболее перспективным является подход с использованием методов механики многофазных реагирующих сред и математическое моделирование, которые позволяют получить распределения полей температуры, скорости, плотности энергии излучения и концентраций конденсированных и газообразных продуктов пиролиза и горения в зоне пожара в различные моменты времени. На основе полученных данных будут изучаться процессы возникновения и развития лесных пожаров, переход низовых пожаров в верховые и их затухания в результате взаимодействия с противопожарными разрывами или воздействие встречного пала. Математические модели учитывают прогрев, высушивание и пиролиз лесных горючих материалов, воспламенение и турбулентное горение газообразных и конденсированных продуктов пиролиза, перенос энергии излучением и конвекцией. Описанные выше процессы возникновения, распространения и горения также будет изучаться экспериментально с применением современных методов. Сравнение результатов физического и математического моделирования позволит использовать полученные данные для разработки новых методов профилактики и борьбы с природными пожарами. Для решения поставленных задач будут разработаны новые методики численного решения сопряженных задач, основанные на выполнении законов сохранения. Актуальность исследований по предлагаемой тематике подтверждается отсутствием теоретической основы для разработки эффективных методов борьбы с лесными пожарами, которые ежегодно наносят значительный экологический и материальный ущерб, а также приводят к гибели людей во многих странах мира. Использование предлагаемого в проекте подхода позволит наиболее точно учесть взаимное влияние различного рода очагов лесных пожаров и приземного слоя атмосферы друг на друга, затухания процесса горения в результате воздействия противопожарных разрывов или встречного пала. Полученные в проекте данные могут послужить основой для разработки новых методов профилактики и борьбы с лесными пожарами и при разработке современной системы оценки пожарной опасности, которая должны учитывать различные факторы, такие как лесотаксационные данные, данные о реальных пожарах, рельефе и т.д.