Аннотация
Перечень условных обозначений 5
Введение 6
1. Обзор литературных источников по проблеме прогноза возникновения природных
пожаров 8
1.1. Прогноз возникновения лесной пожарной опасности (зарубежные методики) 8
1.1.1. Национальная система расчета пожарной опасности США 8
1.1.2. Канадская система прогноза пожарной опасности 11
1.2. Российская методика оценки и прогноза пожарной опасности 16
1.2.1. Критерий пожарной опасности В.Г. Нестерова 16
1.2.2. Методика ЛенНИИЛХ 18
1.2.3. Методика Института леса им. В.Н.Сукачева СОРАН. Методика Г.А.Дорренса и
С.П.Якимова 20
1.2.4. Моделирование сушки ЛГМ ТГУ и детерминированно-вероятностные методики
прогноза пожарной опасности 22
1.5. Оценка вероятности возникновения лесных пожаров с учетом метеоусловий, антропогенной нагрузки и грозовой активности 25
1.3. Выводы 27
2. Математическое моделирование сушки слоя РГМ 29
2.1. Физическая модель сушки слоя РГМ 29
2.2. Математическая модель сушки РГМ 30
2.3. Начальные и граничные условия 32
2.4. Тестовые решения задачи сушки РГМ при изотермических условиях 35
2.5. Выводы 41
Заключение 42
Список литературы
Прогнозы пожарной опасности играют важную роль в обеспечении безопасности людей, сохранении имущества и охране окружающей среды. В современном мире, где пожары могут возникнуть в любое время и в любом месте, прогнозы пожарной опасности становятся неотъемлемой частью системы предупреждения и реагирования на чрезвычайные ситуации.
В данном исследовании представлена усовершенствованная математическая модель сушки слоя растительных горючих материалов (РГМ), ее численная реализация и тестирование, а также осуществлена проверка в изотермических условиях. Кроме того, дан обзор существующих систем оценки пожарной опасности, что позволяет лучше понять текущие подходы и методы, используемые в данной области.
Актуальность: сушка растительных горючих материалов (РГМ) позволяет учитывать состояние слоя, что является критически важным при прогнозировании пожарной опасности. Уровень влажности РГМ напрямую влияет на их горючесть; следовательно, точное моделирование процессов сушки может значительно повысить точность прогнозов.
Цель работы: численная реализация усовершенствованной математической модели, её тестирование и проверка в изотермических условиях.
Задачи исследования:
1. Изучение существующих систем оценки пожарной опасности.
2. Реализация вычислительного алгоритма для однородных дифференциальных уравнений 1 -го порядка.
3. Тестирование разработанного алгоритма.
4. Численная реализация процесса сушки слоя РГМ.
5. Тестирование модели в изотермических условиях.
Научная новизна: применение усовершенствованной модели сушки слоя РГМ для прогноза состояния слоя позволяет более точно прогнозировать состояние слоя РГМ и его способность к воспламенению.
Практическая значимость: возможность использования разработанной модели для оценки пожарной опасности способствует улучшению мер по предотвращению возгораний и повышению безопасности при работе с растительными горючими материалами.
Личный вклад: реализация вычислительного алгоритма для решения задачи Коши для математической модели сушки слоя РГМ, его тестирование и моделирование сушки в изотермических условиях.
В представленной выпускной квалификационной работе получены следующие результаты: выполнена численная реализация и тестирование вычислительного
алгоритма усовершенствованной математической модели сушки слоя растительных горючих материалов (РГМ), получена зависимость основных параметров сушки слоя РГМ от времени, а также оценена реакция математической модели на изменения некоторых входных данных.
Представленные результаты являются необходимым и достаточным заделом для развития системы прогноза состояния слоя РГМ на основе математического моделирования, которое планируется осуществить в процессе обучения в магистратуре.
