Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmud Ashrafizadeh,Mohsen DavazdahEmami
محمود اشرفی زاده (استاد راهنما) محسن دوازده امامی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohsen Talebi Pour
محسن طالبی پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
Although the use of fire has made the everyday conditions of people’s life more comfortable and easy, it could have some destructive effects. Hence, it is important to study important aspects of the fire behavior. In recent years, the number of studies on the behavior of fire have grown and their results indicate significant advances in this field. Fire modeling methods are generally divided into two groups, namely the experimental models and the physical models. Experimental models predict the fire behavior from experimental data but physical models are based on the conservation laws. Physical models are divided into three categories: analytical models, zone models, and field models. In field models, Domain is divided into thousands of cells or elements and use the principles of computational fluid dynamics to solve the Navier-Stokes equations. This study uses a field model and the large eddy simulation method to study pyrolysis and growth of fire on wood. A one-equation model of large eddy simulation, an infinitely-fast chemistry model of combustion, the finite volume discrete ordinates method of radiation model and a one-dimensional model of pyrolysis are used in this simulation. Four cases have been studied and their simulation results present the variation of probe temperature and velocity due to so e variation of heat release rate and distance of thermal source from the wall. By increasing the heat release rate in all cases, the temperature is increased more rapidly. By examining temperature variations along the axis of the board at low height and after combustion, it can be concluded that the rise in temperature causes a difference in density and pressure between the surface of the flame and surrounding air. These differences cause the formation of eddies in combustion bed and vicinity of the flame surface. Due to the buoyancy force, small eddies are formed and fly upwards. With the upward movement of these eddies, they are mixed together and create larger eddies. The formation of larger eddies along with their swirling motion cause some temperature fluctuations. The results clearly show that these fluctuations that have been made near the wall can be predicted reasonably well by the large eddy simulation method with a suitable time scale. Keywords: Large Eddy Simulation, Combustion, Fire, Pyrolysis, FireFOAM
استفاده فراوان از آتش، اگرچه موجبات آسایش و رفاه را فراهم نموده است، اما درعین‌حال شرایط روزمره زندگی را به مخاطره می‌اندازد. ازاین‌رو سرمایه‌گذاری در خصوص مباحث ایمنی در آتش به دلیل آگاهی از آثار مخرب آن اجتناب‌ناپذیر است. در سال های اخیر مطالعات بر روی رفتار آتش به‌شدت رشد کرده و نتایج حاصل، پیشرفت های چشمگیری در این زمینه را حکایت می‌کند. روش‌های شبیه‌سازی آتش را می‌توان به‌طورکلی به دودسته روش‌های تجربی و روش‌های فیزیکی تقسیم‌بندی کرد. مدل‌های تجربی درواقع رفتار آتش را از داده‌های آزمایشگاهی پیش‌بینی می‌کنند اما مدل‌های فیزیکی درواقع مبتنی بر اصول بقا هستند. مدل‌های فیزیکی به سه دسته مدل‌های تحلیلی، مدل‌های ناحیه‌ای و مدل‌های میدانی تقسیم می‌شوند. در مدل‌های میدانی ، فضا به هزاران سلول یا المان تقسیم می‌شود و از اصول دینامیـک سـیالات محاسباتی برای حل معادلات بقا اسـتفاده می‌کنند. این پژوهش با استفاده از روش میدانی با استفاده از روش شبیه‌سازی گردابه های بزرگ به بررسی گرماکافت و رشد شعله روی چوب می پردازد. در این پژوهش برای شبیه‌سازی از مدل یک معادله‌ای شبیه‌سازی گردابه های بزرگ، مدل اتلاف گردابه برای مدل‌سازی احتراق، از روش جهات گسسته برای مدل‌سازی انتقال حرارت تابشی و از روش یک‌بعدی برای گرماکافت استفاده‌شده است. چهار پیکربندی مختلف برای بررسی اثر حرارت آزادشده از منبع حرارتی و فاصله منبع حرارتی برای دیواره‌های افقی و عمودی موردبررسی قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی می‌تواند روند تغییرات دما و سرعت را برای پیکربندی‌های مختلف منعکس کند. با افزایش حرارت آزادشده از منبع حرارتی در تمامی پیکربندی دما با سرعت بیشتری افزایش پیدا می‌کند. همچنین با بررسی تغییرات دما در محور دیوارهای قابل اشتعال می‌توان نتیجه گرفت که در ارتفاع‌های پایین و پس از سوختن ماده سوختنی افزایش دما باعث اختلاف دما، چگالی و نیز فشار بین سطح شعله آتش و هوای اطراف می‌شود. این گرادیان‌ها موجب تشکیل گردابه هایی در بستر ورودی ماده سوختنی و مجاورت سطح شعله می‌شود. به دلیل نیروهای شناوری گردابه های کوچک تشکیل‌شده در سطح شعله به سمت بالا حرکت می‌کنند. با حرکت گردابه ها به سمت بالا امکان اختلاط آن‌ها باهم فراهم می‌شود. اختلاط گردابه ها تشکیل گردابه های بزرگ‌تر را به دنبال دارد. تشکیل گردابه های بزرگ‌تر و البته چرخش آن‌ها باعث نوسان دما در پروفیل دما می‌شود. نتایج به‌خوبی نشان می‌دهد که نوسانات شدیدی که در دما در هنگام آتش‌سوزی در مجاورت دیوار رخ‌داده با مقیاس زمانی مناسب توسط روش شبیه‌سازی گردابه های بزرگ قابل پیش‌بینی است. کلمات کلیدی: شبیه‌سازی گردابه های بزرگ، احتراق، آتش‌سوزی، گرماکافت، FireFOAM

ارتقاء امنیت وب با وف بومی