Численное исследование турбулентного диффузионного пламени на поверхности полиметилметакрилата на основе открытого пакета FDS

Проведено численное исследование турбулентного диффузионного пламени на поверхности полиметилметакрилата (ПММА). Для проведения расчетов использовалась программа с открытым кодом Fire Dynamics Simulator (FDS), в которой использовался метод LES для моделирования турбулентного пламени. Для визуализации результатов использовалась программа SmokeView, которая является модулем пакета FDS. По результатам исследования определены размеры области вблизи поверхности горения, в которой наблюдается ламинарный режим течения. Предлагается алгоритм для решения сопряженной задачи распространения турбулентного пламени по поверхности горючего материала. Алгоритм сопряженной задачи состоит в совместном расчете ламинарного пламени вблизи поверхности горения и турбулентного режима в остальной области.

1. Маркус Е.С. Распространение турбулентного естественно-конвективного пламени по поверхности твёрдых горючих материалов. Дис. … канд. техн. наук. СПбПУ. – СПб., 2020. – 215 с.

2. Karpov A. I., Korobeinichev O. P., Shaklein A. A., Bolkisev A. A., Kumar A., Shmakov A. G. Numerical study of horizontal flame spread over PMMA surface in still air // Applied Thermal Engineering, 2018, vol. 144, pp. 937-944. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2018.08.106.

3. Snegirev A., Kuznetsov E., Korobeinichev O., Shmakov A., Paletsky A., Shvartsberg V., Trubachev S. Fully Coupled Three-Dimensional Simulation of Downward Flame Spread over Combustible Material // Polymers, 2022, vol.14, 4136. https://doi.org/10.3390/polym14194136.

4. McGrattan K., Hostikka S., Floyd J., McDermott R., Vanella M. Fire Dynamics Simulator, Technical Reference Guide, Volume 1: Mathematical Model, NIST Special Publication 1018-1, Sixth Edition, November 2021. http://dx.doi.org/10.6028/NIST.SP.1018.

5. Г. Морар, А. И. Карпов, А. А. Шаклеин Численное исследование тепловой структуры турбулентного диффузионного пламени на горизонтальной поверхности ПММА // Химическая физика и мезоскопия, т.24, вып.4, 2018, стр. 463-472 https://doi.org/10.15350/17270529.2022.4.38.

6. Fukumoto K., Wang C., Wen J. Large eddy simulation of upward flame spread on PMMA walls with a fully coupled fluid–solid approach // Combustion and Flame, 2018, vol. 190, pp. 365-387. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2017.11.012.

7. Zeinali D., Gupta A., Maragkos G., Agarwal G., Beji T., Chaos M., Wang Y., Degroote J., Merci B. Study of the importance of non-uniform mass density in numerical simulations of fire spread over MDF panels in a corner configuration // Combustion and Flame, vol. 200, pp 303-315. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2018.11.020.