СЕМИНАР ПО МЕХАНИКЕ СПЛОШНЫХ СРЕД
Уважаемые коллеги!
В среду, 30 ноября 2011 г. в кинозале Института механики МГУ в 12.00 состоится очередное заседание семинара по механике сплошных сред под руководством А.Г. Куликовского, В.П. Карликова и О.Э. Мельника.
Якуш С.Е.
ГИДРОГАЗОДИНАМИКА КРУПНОМАСШТАБНЫХ АВАРИЙ И ПОЖАРОВ
Современные промышленные и энергетические объекты характеризуются высокой концентрацией веществ и материалов, утечка или аварийный выброс которых представляет значительную опасность. Выброс химически активных или высокотемпературных веществ и материалов сопровождается выделением значительной энергии. Крупные аварии, как правило, характеризуются сочетанием нескольких поражающих факторов, взаимно усиливающих ущерб от аварии (гибель людей, уничтожение имущества, загрязнение окружающей среды). Имеются лишь единичные эксперименты по крупномасштабным пожарам и взрывам, в редких случаях осуществлялся детальный мониторинг развития аварии. Поэтому актуальным является изучение протекающих при аварии процессов с применением современных вычислительных методов и средств.
В докладе рассмотрены физические явления, характерные для крупномасштабных аварий при выбросе в атмосферу газов и сжиженных углеводородных топлив: вскипание перегретой жидкости, расширение двухфазного парожидкостного облака с образованием ударных волн, зажигание и горение топливовоздушной смеси в режиме огненного шара. Методами численного моделирования получены характеристики физического взрыва при вскипании (избыточное давление в ударной волне, эффективная энергия взрыва). На основе моделей RANS и LES определены характеристики огненных шаров при вертикальных выбросах топлива и полном разрушении резервуара (время выгорания, излучение, зоны поражения). Показана возможность возникновения дополнительных поражающих факторов за счет гидродинамического воздействия всплывающего крупномасштабного огненного шара. Результаты численных расчетов сопровождаются сравнением с экспериментами и реальными авариями.
Исследованы нестационарные явления при пожарах в помещениях с ограниченной вентиляцией, сопровождающихся выбросом пламени в атмосферу. Установлены основные режимы развития горения, получены корреляции для времени выброса пламени в зависимости от характеристик источника и геометрии помещения.
Сформулированы актуальные научные проблемы изучения отдельных явлений и их взаимодействия при крупномасштабных авариях и пожарах.