توسعه یک مدل آتشکافت جهت شبیه سازی عددی تجزیه ی حرارتی ماده ی جامد قابل اشتعال

یکی از اهداف مطالعه ی پدیده ی آتش، شبیه سازی آن در مقیاس های بزرگ می باشد. از مهمترین رفتارهای آتش گسترش شعله از یک نقطه به یک نقطه ی دیگر است که باعث تخریب ساختمان ها، جنگل ها و ... می شود. به همین دلیل گسترش آتش روی مواد جامد از اهمیت زیادی برخوردار است. در شبیه سازی گسترش شعله به روش دینامیک سیالات محاسباتی روی جسم جامد، پیش بینی دقیق رفتار آتشکافت جامد نقش مهمی را ایفا می کند. در این مطالعه یک مدل یک بعدی آتشکافت بر پایه ی کد متن باز اپن فوم توسعه داده شده است تا با بالا بردن دقت و کارایی مدل موجود، شبیه سازی گسترش شعله در دسترس قرار گیرد. نتایج این مدل با نتایج تجربی برای دمای سطح جامد و نرخ جرم از دست رفته ماده ی پی ام ام ای مقایسه شده است. به دلیل عدم وجود مقادیر مشخص و یکتا این پارامترها در اندازه گیری های آزمایشگاهی، نیاز به مشخص کردن مقادیری به عنوان ورودی برای مدل می باشد تا نتایج مدل سازی با نتایج تجربی همخوانی مطلوبی داشته باشند. به همین منظور، استفاده از روش های بهینه سازی بسیار مرسوم می باشد. به علت تعدد پارامترهای ورودی و ماهیت غیرخطی مساله، فرآیند بهینه سازی بسیار پرهزینه می باشد که در این مقاله به بررسی تاثیر پارامترهای ورودی بر نتایج مدل آتشکافت توسعه داده شده پرداخته شده است تا بتوان اثرات پارامترهای ورودی را بر آتشکافت مشاهده کرد. از طرفی، پارامترهای مهم بر دمای سطح و نرخ جرم از دست رفته معرفی شده اند تا با بهینه سازی این پارامترها از هزینه ی محاسبات فرآیند بهینه سازی در مشخص کردن پارامترهای ورودی کاسته شود.

کلیدواژه ها:

Fire ، CFD ، Pyrolysis ، Flame Spread ، PMMA ، آتش ، دینامیک سیالات محاسباتی ، آتشکافت ، گسترش شعله ، پی ام ام ای