Оцінка ризику термічного ураження у випадку аварійного горіння

Автор(и)

  • M. M. Biliaiev Кафедра гідравліки та водопостачання, Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
  • O. V. Berlov Кафедра безпеки життєдіяльності, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»
  • V. V. Biliaieva Кафедра «Аерогідромеханіка та енергомасоперенос», Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара
  • L. A. Cherednychenko Кафедра безпеки життєдіяльності, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

DOI:

https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.241120.54.698

Ключові слова:

числове моделювання, ризик ураження, аварійне горіння, теплове забруднення повітря

Анотація

Постановка проблеми.Розглядається задача оцінювання ризику термічного ураження людей під час пожежі на залізничному транспорті. Ставиться задача визначення температурних полів під час пожежі та прогнозування на базі цієї інформації ризику термічного ураження людей.  Мета роботи – розробка числової моделі для оцінювання ризику термічного ураження людей. Методика. Для моделювання процесу теплового забруднення атмосферного повітря використано двовимірне рівняння енергії. Поле швидкості повітряного потоку розраховується на базі гідродинамічної моделі безвихрових течій ідеальної рідини. Для числового інтегрування цього рівняння застосовується метод Річардсона. Для числового інтегрування рівняння енергії здійснюється розщеплення цього рівняння на два диференціальні рівняння. Перше рівняння описує поширення температури внаслідок руху повітряних мас. Друге рівняння описує поширення температури внаслідок теплопровідності. Для числового інтегрування першого рівняння використано неявну різницеву схему розщеплення. Для числового інтегрування другого рівняння застосовується метод Річардсона.Наукова новизна. Розроблено ефективну числову модель, що дозволяє методом обчислювального експерименту визначати ризик термічного ураження людей у разі виникнення пожежі в транспортному коридорі. Модель базується на числовому інтегруванні фундаментальних рівнянь гідроаеродинаміки та тепломасопереносу, яка дозволяє врахувати деформацію полів температури в повітрі внаслідок впливу різного роду перешкод.Практична значущість.Розроблена модель дозволяє прогнозувати динаміку зміни температурних полів у повітрі, що виникають під час пожежі. Модель може бути використана для серійних розрахунків з метою визначення зон ризику термічного ураження людей. Висновки.Створено код для проведення обчислювального експерименту на базі розроблених числових моделей, який дозволяє швидко, на комп’ютерах середньої потужності, розрахувати температурні поля, що формуються під час пожежі. На основі цієї інформації прогнозується ризик термічного ураження. Наведені результати обчислювального експерименту.


Посилання

Alymov V.T. and Tarasova N.P. Tekhnogennyy risk: Analiz i otsenka: uchebnoye posobiye dlya vuzov [Technogenic risk: Analysis and evaluation : A manual for higher education institutions]. Moscow : IKTs «Akademkniga», 2004, 118 p. (in Russian)

Belyayev N.N., Gunko E.Yu. and Rostochilo N.V. Zashchita zdaniy ot proniknoveniya v nikh opasnykh veshchestv : monografiya [Protection of buildings from the penetration of hazardous substances into them : monograph]. Dnipropetrovsk : «Aktsent PP», 2014, 136 p. (in Russian)

Belyaev N.N., Gun'ko E. Yu., Kirichenko P.S. and Muntyan L.Ya. Otsenka tekhnogennogo riska priemissii opasnykh veshchestv na zheleznodorozhnom transporte [Assessment of man-made risk in the emission of hazardous substances in railway transport]. Krivoy Rog : Kozlov R. A. Publ., 2017, 127 p. (in Russian)

Stoetskiy V.F., Golin'ko V.I. and Dranishnikov L.V. Otsenka riska pri avariyakh tekhnogennogo kharaktera [Risk assessment for accidents of anthropogenic nature]. Naukovyi visnyk NHU [Scientific bulletin of NMU]. 2014,

no. 3, pp. 117–1124. (in Russian)

Zgurovskiy M.Z., Skopetskiy V.V., Khrushch V.K. .and Belyaev N.N. Chislennoye modelirovaniye rasprostraneniya zagryazneniya v okruzhayushchey srede [Numerical modeling of pollution spreading in the environment]. Kyiv : Naukova dumka Publ., 1997, 368 p. (in Russian)

Anthony Michael Barret. Mathematical Modeling and Decision Analysis for Terrorism Defense: Assessing Chlorine Truck Attack Consequence and Countermeasure Cost Effectivness. Dissertation. Pittsburg, Pennsylvania, USA, 2009, 123 p.

Biliaiev M. Numerical Simulation of Indoor Air Pollution and Atmosphere Pollution for Regions Having Complex Topography. Air Pollution Modeling and its Application XXI (Springer). 2012, pp. 87–91.

Chan W.R., Nazaroff W.W., Price P.N. and Gadgil A.J. Effectiveness of Urban Shelter-in-Place. II: Residental Districts, 2008. 31 р. URL: http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/928232 (Accessed 29 March 2014).

doi: 10.1016/j.atmosenv.2007.04.059.

Danijela Ilić Komatina, Jovana Galjak and Svetlana Belošević. Simulation of chemical accidents with acetylene in „messer tehnogas“ kraljevo plant by „aloha“ software program. Publication in Natural Sciences. 2018, 8(2). doi:10.5937/univtho8-18014.

John S. Nasstrom, Gayle Sugiyama, Ronald L. Baskett, Shawn C. Larsen and Michael M. Bradley. The National Atmospheric Release Advisory Center (NARAC) Modeling and Decision Supports System for Radiological and NUCLEAR Emergency Preparedness and Response. Int. J. Emergency Management.2007, no. 3, vol. 4, pp. 1–32.

Lacome J.M., Truchot D. and Duplantier S. Application of an innovative risk dedicated procedure for both conventional and 3D atmospheric dispersion models evaluation. 18th International Conference on Harmonisation within Atmospheric Dispersion Modelling for Regulatory Purposes. 2017.

Cao C., Li C., Yang Q. and Zhang F. Multi-Objective Optimization Model of Emergency Organization Allocation for Sustainable Disaster Supply Chain. Sustainability. 2017, 9 (11).doi: 10.3390/su9112103.

##submission.downloads##

Номер

Розділ

Наукові дослідження