Logo BSU

Please use this identifier to cite or link to this item: https://elib.bsu.by/handle/123456789/286539
Title: Tools for the analysis and visualisation of distributions and vector fields in surface forest fires modelling
Other Titles: Инструментарий анализа и визуализации распределений и векторных полей при моделировании низовых лесных пожаров / Д. В. Баровик, В. Б. Таранчук
Authors: Barovik, D. V.
Taranchuk, V. B.
Keywords: ЭБ БГУ::ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ::Информатика
ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Математика
Issue Date: 2022
Publisher: Минск : БГУ
Citation: Журнал Белорусского государственного университета. Математика. Информатика = Journal of the Belarusian State University. Mathematics and Informatics. – 2022. – № 2. – С. 82-93
Abstract: The problem of computer modelling of the spread of surface forest fires in a two-dimensional formulation is herein considered. We describe the initial-boundary value problem in the form of a system of partial differential equations in the accepted approximation of the corresponding physical and chemical processes with refinements of the mutually agreed defining functions and the coefficients included in the equations. The Wolfram Mathematica computer algebra system is used as a platform for developing the computer model, performing calculations, and creating a database with the outcomes of computations. The results of numerical experiments investigating possible scenarios of how a fire zone spreads in different directions and its behaviour near the fuelbreaks are presented. Several qualitative features of the structure, the evolution of the temperature front, and the vector fields of the oxygen concentration gradient over the forest area are identified and illustrated with multidimensional graphics in the presence of areas of the low content of combustible materials of various shapes and sizes, including the demonstration of the influence of the equilibrium wind speed in the forest canopy. Possible variants of the fire front movement in the direction of the wind velocity and against it are identified and explained using representative examples.
Abstract (in another language): Рассмотрена задача компьютерного моделирования распространения низовых лесных пожаров в двумерной постановке. Приведена формулировка начально-краевой задачи в виде системы дифференциальных уравнений с частными производными в принятом приближении соответствующих физико-химических процессов с уточнениям и взаимосогласованных определяющих функций и коэффициентов, включаемых в уравнения. Для разработки компьютерной модели, проведения расчетов и формирования базы данных с результатами вычислений использована система компьютерной алгебры Wolfram Mathematica. Представлены данные вычислительных экспериментов по изучению возможных сценариев распространения зоны горения вблизи противопожарных разрывов в тылу, на флангах и фронте пожара. С помощью многомерной графики проиллюстрированы несколько качественных особенностей структуры температурного фронта и его эволюции, векторных полей градиента концентрации кислорода по площади лесного массива при наличии имеющих различные формы и размеры участков с низким содержанием горючего материала и продемонстрировано влияние равновесной скорости ветра в пологе леса. На примерах показаны возможные варианты динамики фронта пожара в направлениях по ветру и против него.
URI: https://elib.bsu.by/handle/123456789/286539
ISSN: 2520-6508
DOI: 10.33581/2520-6508-2022-2-82-93
Licence: info:eu-repo/semantics/openAccess
Appears in Collections:2022, №2

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
82-93.pdf3,62 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record Google Scholar



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.