Огненный вихрь, или огненный дьявол - это не только герой компьютерной игры Heroes of the Storm, но еще и название экстремально сильных пожаров, характеризующихся большой высотой - до сотен метров - и огромной разрушающей способностью. 

Заместитель директора Ведущей лаборатории по исследованию пожаров Университета науки и технологии Китая в Хэфее профессор Найан Лиу рассказал на 9-м Международном семинаре по структуре пламени, организованном Институтом химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, о проводимых в лаборатории исследованиях турбулентных пламен, моделирующих огненные вихри.

Профессор Лиу привел статистические данные, согласно которым огненные вихри, или по-английски "Fire Swirls", входят в число редко встречающихся - на их долю приходится 5% от всех возгораний - экстремально сильных пожаров. Но, несмотря на такие эпизодические появления, экстремальные пожары наносят 97 % ущерба, включая материальный урон и стоимость пожаротушения.

- Огненные вихри возникают, если во время пожара внезапно налетает сильный ветер: он закручивает пламя, а вращение, в свою очередь вытягивает огонь вверх - возникает своеобразный огненный смерч. Самый высокий подобный пожар, около 600 метров в высоту, был зарегистрирован в 1940-х или 1950-х годах прошлого века. Очень немногие лаборатории и институты изучают это явление, вероятно из-за того, что оно редко возникает и поэтому считается не слишком важным, - подчеркнул Найан Лиу.

По понятным причинам исследование огненных вихрей в их "естественной среде обитания" невозможно, поэтому в лаборатории по исследованию пожаров Университета науки и технологии Китая используется специальная установка - по сути, шкаф из термостойких стекол, размером 2 м х 2 м х 15 м.

- Сложности при исследовании возникают из-за эффекта масштабирования: при переходе на каждый новый масштаб основной способ контроля пламени меняется. Модельные "пожары" в нашей лаборатории создаются трех размеров: маленького - диаметром и высотой в несколько сантиметров, среднего - диаметром 10 - 30 см и большого - диаметром более 60 см. Характеристики пламени, которые мы получаем в результате эксперимента, можно экстраполировать на большие пожары. Также наша лаборатория сотрудничает с учеными из Португалии, где проводятся полевые эксперименты: создаются экспериментальные пожары вне лаборатории - но и там мы не можем "сделать" пожары с высотой пламени в сотни метров, - рассказал профессор.

Что касается результатов, ожидаемых от исследований огненных вихрей, профессор Лиу считает, что, прежде всего, нужно понять физические механизмы, лежащие в основе этого явления, а потом разработать инженерные модели для предсказания и предотвращения экстремальных пожаров. Сейчас имеются компьютерные программы, предсказывающие, например, скорость распространения пламени и другие характеристики пожара, но погрешность этих прогнозов может быть от 50 % до 100 %: допустим, расчетная скорость распространения пожара составляет 2 м/с, но в реальности она оказывается равной 4 м/с.

- Все больше людей начинают понимать, что у нас нет хороших инструментов для прогнозирования экстремальных пожаров, поэтому мы рассчитываем занять эту пока свободную для исследований нишу и повысить точность предсказаний, - высказал свои соображения ученый.

У лаборатории есть опыт сотрудничества с пожарными службами Китая: им пригодились результаты совместной работы группы профессора Лиу и лаборатории кинетики процессов горения ИХКГ СО РАН. В рамках двух совместных проектов российские и китайские ученые исследовали механизмы распространения огня во время лесных низовых пожаров.

- Используя модели, полученные в результате исследований распространения огня по поверхности, мы разработали программное обеспечение, и предоставили его пожарным. Они встроили эти модели в свою компьютерную систему для предсказания возгораний, и оказалось, что наши разработки в комбинации с другими характеристиками - влажностью, направлением ветра, топографическими условиями, - позволяют успешно предотвращать пожары. Наша модель используется, чтобы оценить риск возникновения возгораний, и, если он велик, пожарные службы принимают меры - например, запрещают или ограничивают посещение леса на некоторое время, - поделился исследователь.

Также профессор Лиу высоко оценил работы сибирских ученых, представленные на семинаре, в частности, его заинтересовал доклад директора Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, члена-корреспондента РАН Дмитрия Марковича Марковича
, посвященный когерентным структурам в турбулентном закрученном пламени.

- Я заметил, что у нас очень схожие интересы в области исследования турбулентного пламени. Мы обменялись контактами, и, я думаю, у нас может получиться интересное сотрудничество, - заключил Найан Лиу.

Надежда Дмитриева

Источники

Огненный дьявол - что это и зачем его изучать
Наука в Сибири (sbras.info), 18/08/2017

Похожие новости

  • 25/07/2016

    Сибирская наука на службе авиации России

    ​На XVIII Международной конференции по методам аэрофизических исследований ICMAR 2016, прошедшей в Перми, ученые со всей России представили и обсудили разработки, призванные вывести отечественную авиацию на новый уровень.
    1108
  • 03/09/2017

    Дмитрий Маркович: Масштабы молодёжи нас устраивают

    ​2017 год стал для Института теплофизики СО РАН годом перемен — здесь впервые за 20 лет сменился директор. Коллектив одного из крупнейших академических институтов энергетического профиля России возглавил доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Дмитрий Маркович.
    270
  • 07/09/2017

    Юбилей ИГиЛ СО РАН собрал научный форум

    В новосибирском Академгородке проходит Всероссийская конференция с международным участием «Современные проблемы механики сплошных сред и физики взрыва», посвященная 60-летию Института гидродинамики им.
    276
  • 24/05/2017

    Омские промышленники интересуются разработками СО РАН

    ​​Делегация представителей высокотехнологичной индустрии Омской области посетила институты новосибирского Академгородка. Свыше 20 главных инженеров, конструкторов и специалистов омских предприятий — ФНПЦ «Прогресс», «Омское машиностроительное КБ», «Омсктрансмаш», «Высокие технологии» и «Омский НИИ приборостроения» (ОНИИП) — встретились с председателем Сибирского отделения РАН академиком Александром Леонидовичем Асеевым и его советником доктором физико-математических наук Геннадием Алексеевичем Сапожниковым.
    492
  • 23/11/2017

    В Институте теплофизики СО РАН проходит конференция по закрученным потокам

    ​В Институте теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН проходит VI всероссийская конференция с международным участием "Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках". В ней принимают участие 98 человек из России, Казахстана, Украины, Белоруссии, Германии, Бельгии, США.
    41
  • 07/09/2017

    Ученые соберутся в новосибирском Академгородке обсудить будущие эксперименты на МКС

    ​11-15 сентября в Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН и НГУ состоится конференция "Двухфазные системы для космического и наземного применения" ("Two-PhaseSystems for Space and Ground Applications").
    339
  • 08/02/2016

    Новосибирская область оценила труд ученых

    ​Грамоты губернатора, премии, а также сертификаты грантополучателей и стипендиатов правительства региона были вручены на торжественной церемонии, посвященной Дню российской науки. "Я поздравляю в вашем лице все славное научное сообщество Новосибирской области, - сказал, открывая собрание, губернатор Владимир Филиппович Городецкий.
    1163
  • 11/07/2016

    Ученые СО РАН приоткрывают тайны разработок

    Как возникают идеи проектов? Кто готовит чертежи и детали, а затем проводит сборку и тестирование? И какие проблемы приходится решать до того, как нажать на кнопку «Пуск». Об этом рассказывают ученые новосибирского Академгородка.
    1008
  • 01/11/2017

    Сибирские ученые в составе международной группы по-новому объяснили левитацию капель над горячими поверхностями

    ​Ученые из Новосибирского госуниверситета, Томского политехнического университета и Южного методистского университета США разработали новую модель для объяснения поведения капель над горячими жидкостями.
    118
  • 05/10/2016

    Крым заинтересовался разработками СО РАН

    ​Недавно в Ялте состоялось ведущее мероприятие в области российской энергетики - Ялтинская энергетическая конференция "Новая энергия - взгляд в будущее".  В рамках конференции прошло семь круглых столов, на которых обсуждались актуальные вопросы развития энергосистемы России и Крыма и энергосберегающие технологии.
    703