Stohastični model oglenenja lesa v pogojih naravnega požara

Osnovni podatki:

Opis:

Pri vsakodnevnih inženirskih problemih je naključnost parametrov prisotna skorajda vsepovsod. To pomeni, da dejanska vrednost posameznega parametra ni vnaprej določena, ampak je precej naključna in se običajno naključno spreminja glede na območje problema. Modeliranje oglenenja lesa ni nobena izjema, saj so pri tem problemu prisotni številni naključno porazdeljeni parametri.

Pri določanju oglenenja lesa z naprednimi numeričnimi modeli sta možna dva pristopa: deterministični in stohastični. Trenutno, se večinoma uporablja enostavnejši deterministični pristop, pri katerem ima vsak vhodni parameter točno določene (deterministične) vrednosti. Vsi možni scenariji zaradi stohastične narave parametrov so do neke mere upoštevani s karakterističnimi ali srednjimi vrednostmi stohastičnega parametra. Drugi, bolj zapleten stohastični pristop upošteva, da je vrednost stohastičnega parametra naključna in se naključno spreminja glede na domeno problema. Upoštevanje stohastične narave problema običajno vodi do znatno povečane numerične kompleksnosti, zato ni naključje, da se ta pristop v praksi zelo redko uporablja, še posebej pri določanju oglenenja lesa, kjer so ključni parametri modela poleg tega zelo občutljivi. V tem projektu bo raziskovana naključna narava teh parametrov. Namreč, vsak naključni parameter bo pridobljen bodisi iz testov ali iz obstoječe literature. S statistično obdelavo, bo vsakemu parametru dodeljena verjetnostno porazdelitvena funkcija. To bo osnova za razvoj stohastičnega modela oglenenja lesa v pogojih naravnega požara. S tako razvitim stohastičnim modelom oglenenja lesa bo poleg tega možna tudi kritična ocena determinističnih stopenj oglenenja, kar do sedaj ni bilo možno.

Ključni cilji:

Glavni cilj projekta je razviti stohastični model oglenenja lesa v pogojih naravnega požara. Ta model bo natančno opisal temperaturno-vlažnostno stanje lesa v normalnih pogojih uporabe ter v požarnem stanju. Hkrati pa bo omogočal določitev oglenenja lesa pri standardnih in nestandardnih požarih. Za dosego glavnega cilja je potrebno opraviti več pomembnih korakov, vključno s testiranjem materiala, analizo podatkov, razvojem in validacijo modela, izvedbo požarnih testov ter stohastičnim modeliranjem in verjetnostno analizo.

Delovni sklopi:

WP1 Testiranje materiala in modeliranje

T1.1 Eksperimentalno testiranje v konusnem kalorimetru

T1.2 Razvoj toplotno-vlažnostno-piroliznega modela

T1.3 Validacija modela na podlagi materialnih testov

WP2 Izvedba testov v velikim merilu in modeliranje

T2.1 CFD modeliranje pri vogalnem preizkusu gorenja v sobi

T2.2 CFD modeliranje horizontalne peči

T2.3 Eksperimentalno testiranje vogalnega gorenja v sobi

T2.4 Eksperimentalno preskušanje v horizontalni peči

T2.5 Validacija CFD modelov

T2.6 Validacija toplotno-vlažnostno-piroliznega na osnovi testov v  velikem merilu

WP3 Modeliranje verjetnosti

T3.1 Verjetnost oglenenja lesa

T3.2 Verjetnost naravnega požara

WP4 Stohastični model oglenenja lesa v naravnem požaru

T4.1 Razvoj stohastičnega modela

T4.2 Analiza občutljivosti modela