Математична модель розвитку пожежі у триповерховій будівлі при проведенні у ній повномасштабних вогневих випробувань

Abstract

Метою роботи було математичне моделювання розвитку пожежі у триповерховій житловій будівлі при проведенні в ній повномасштабних пожежних випробувань; дослідження точності та достовірності параметрів температурних режимів пожежі в окремих приміщеннях будівлі. Для досягнення цієї мети доцільно застосовувати засоби обчислюваль- ної газогідродинаміки, які дають змогу визначити межі застосування такого підходу для прогнозування поведінки будівельних конструкцій в умовах пожежі. Для розрахунку температури у моделях приміщень із пожежею застосовувалася комп’ютерна система Pyrosіm, яка слугує користувацькою оболонкою для програми Fіre Dynamіcs Sіmulator. Ця система FDS використовує чисельні алгоритми розв’язку повної системи диференціальних рівнянь Нав’є-Стокса для визначення температури та інших небезпечних факторів під час пожежі. Для візуалізації результатів розрахунків використовувався програмний модуль системи PyroSim Smokevіew, що дає змогу побудувати відповідні графічні відображення розподілів температури. Проведено чисельний експеримент з моделювання повномасштабних випробувань приміщень триповерхової будівлі з пожежею із застосуванням методів комп’ютерної газогідродинаміки. Визначено характер перебігу пожежі та часові залежності її основних параметрів, що у свою чергу дало змогу проаналізувати адекватність результатів моделювання і дослідити їх адекватність та точність. Отримані результати досліджень точності моделювання повномасштабних випробувань приміщень із пожежею у триповерховій будівлі показали, що похибка, визначена при порівнянні експериментальних та розрахункових даних, не мала істотних значень. Відносна помилка не перевищувала 28%, а середньоквадратичне відхилення не перевищувало 51°С. Величини статистичних критеріїв Кохрена, Стьюдента та Фішера для результатів моделювання зумовлені різницею між розрахунковими та експериментальними даними мають величини відповідно не більші за 0,98; 0,84 та 1,008 і не перевищують табличних значень. Це означає, що результати моделювання є адекватними, що дає змогу використовувати цей підхід для прогнозування поведінки будівельних конструкцій в наближених до реальних умовах пожежі.