FireCat

Добрый день.
Решил поэкспериментировать с моделью гипотетической автостоянки, где часть автомобилей стоит снаружи, а остальные - в трёхэтажном здании.
В качестве цели можно, к примеру, взять определение безопасного расстояния от открытой парковки до здания.
Для этого можно смоделировать несколько вариантов с разным расстоянием.

Я посмотрел пример, где поджигалась стена из сосны от выключаемого через некоторое время источника, но в моём случае задача более реалистичная - автомобиль должен разгораться сам (как горелка), выгорать и пламя должно перекидываться на соседние автомобили.
Тут возникли проблемы:
- при размещении горелки на верху автомобиля оказалось, что поверхность под ней не прогревается и пламя сразу распространяется на соседние автомобили;
- при воспламенении всего автомобиля (моментально) тепловой поток такой, что через 15 с горят автомобили в здании;
- если в качестве источника разместить маленький кубик, пламя всё равно распространяется нереалистично быстро.
Но здесь, как оказалось, в процессе опытов я отключил "пиролиз" у материала "поролон" и задавал реакцию у многослойной поверхности вручную.
Если делать правильно, не отключая пиролиз и оставив реакцию поверхности, которая определяется материалом, то пламя вообще не распространяется (см. картинку).

Прошу помощи зала в данном вопросе
Файл psm прикладываю

Давайте выделим моменты, которые вы хотите смоделировать.
1. Автомобиль воспламеняется, разгорается, потом выгорает.
2. От автомобиля начинают гореть другие автомобили.

Как можно смоделировать автомобиль-источник:
1. Как горелку. Тогда воспламенение происходит мгновенно в начале моделирования.
Чтобы автомобиль не вспыхивал сразу весь, можно функцию изменения тепловыделения от времени. С помощью варианта "индивидуальный" можно задать не только нарастание мощности пожара, но и ее снижение из-за затухания. В этом случае время достижения максимальной мощности и время затухания нужно посчитать заранее.
2. Как многослойную поверхность с предопределенной мощностью горения.
В этом случае вы задаете тепловые свойства материала, а в многослойной поверхности на вкладке "Реакция" задаете скорость тепловыделения, температуру возгорания и разрешаете выгорание препятствия. В свойствах препятствия указываете "Насыпную плотность" для расчета времени выгорания. И создаете источник возгорания - "маленький кубик".
В этом случае программа сама определит, в какой момент времени начнется горение, и когда выгорит нагрузка - а мощность горения задаете вы сами. На мой взгляд, это оптимальный вариант для практических задач - не требует точной информации о материалах и их свойствах, но при этом позволяет часть параметров определять моделированием, а не задавать жестко.
3. Как многослойную поверхность, горение определяется материалом.
Этот вариант стоит использовать, если у вас есть подробная информация о материалах пожарной нагрузки - состав нагрузки, протекающие химические реакции для каждого материала нагрузки. Зачем использовать точный инструмент моделирования, если для автомобиля вы задаете один материал "поролон", теряется смысл этой точности:)
В этом варианте для материала задаются не только тепловые свойства, но и реакция. На вкладке "Интенсивность" задаются параметры, влияющие на скорость протекания реакции, и, соответственно, скорость распространения пламени и скорость выгорания материала. Данные берутся из экспериментов (например, термогравиметрический анализ). "Базовая температура" - это температура, при которой скорость протекания реакции максимальна. "Диапазон пиролиза" - температурный диапазон, в пределах которого протекает реакция. Для поролона базовая температура задана 350 градусов, поэтому соседние машины у вас и не горели - просто не нагревались до близких температур.

Остальные автомобили задаются по варианту 2 или 3.

В качестве примера: исходный автомобиль задан горелкой, остальные - многослойной поверхностью с предписанной мощностью.

Спасибо за разъяснения. Но вопросы ещё остались

Для поролона базовая температура задана 350 градусов, поэтому соседние машины у вас и не горели - просто не нагревались до близких температур.

Они нагреваются, это видно на скриншоте, причём до более высоких температур. И при этом не разгораются.

FireCat писал(а):В качестве примера: исходный автомобиль задан горелкой, остальные - многослойной поверхностью с предписанной мощностью.

Температура воспламенения стоит 300 град., а при расчёте соседние автомобили загораются примерно через 2 минуты при температуре около 500 град. (см.скриншот).
Почему так? Это как-то связано с параметрами многослойного материала, толщиной слоя?

Здравствуйте! Мне тоже хочется раз и навсегда решить вопрос реалистичного моделирования. Пользователь не должен задавать параметры, которые помогаю получить реалистичные результаты. Сама модель должна это делать. Считаю, что вопрос про автостоянку еще раз поднял эту тему. Дело не в автостоянке. Дело в самых простых примерах, когда для получения реалистичных результатов приходится задавать нереалистичные исходные данные. Например, в видео уроке про возгорание сосновой стены показано, что температура возгорания была задана 100 С. Это нереально. Реальнее, когда температура возгорания составляет 300 С. Но считаю, что нужно оставлять параметры горючей нагрузки "по умолчанию".
Вот очень простой пример, где есть сосновая доска. Сетка 0,125х0,125. Горелка достаточно мощная. Но доска не возгорается даже через 300 с. Хотя поверхность доски нагрелась до 500 С.

Возгорание доски не происходит и через 10 мин. Возможность выгорания препятствия установлена (флажок поставлен). Вот, что происходит, когда параметры моделирования "определяются материалом". Это реалистичные результаты? Мне кажется, что не очень.

Прикрепляю файл. Очень простой.

Дмитрий, в приложенном файле для материала не задано реакций пиролиза, то есть материал не способен гореть, исходя из заданных свойств. Для такого материала горение вы можете задать только в свойствах поверхности, задав тепловыделение (п.2 в вышеприведенном примере).
Немного позже мы подготовим и выложим пример с горением исходя из свойств материала.

Дмитрий писал(а):Пользователь не должен задавать параметры, которые помогаю получить реалистичные результаты. Сама модель должна это делать.

Наоборот, именно пользователь должен задавать все исходные параметры моделирования, программа только обсчитывает то, что в нее заложил пользователь.

Илья Николаевич, спасибо за важную поправку. Я установил теплоту сгорания древесины 20 000 кДж/кг. Кстати, почему бы не включить данную характеристику в базу свойств сосны? В чем тут проблема? Ведь для сосны уже заданы и плотность, и теплоемкость, и проводимость. Почему бы также не задать теплоту сгорания, зачем пользователю искать это фиксированное значение в справочнике и вписывать вручную?

Сетку еще больше уточнил: 0,0625х0,0625х0,0625 м, чтобы модель стала чувствительнее. То есть получилась доска толщиной 6,3 см, шириной 25 см, длиной 2 м. Толщина многослойной поверхности (свойства поверхности) равна 0,1 м. Время 600 с.

Результат: Выгорания не наблюдается. Распространение горения по поверхности сосны не происходит.