Здравствуйте, уважаемые читатели!
Как я уже писал, коллектив под моим руководством выиграл в 2025 году грант Российского научного фонда на поддержку научных исследований по проекту РНФ 25-21-00017 “Детерминированно-вероятностный подход прогнозирования воздействия выбросов аэрозоля и углеродистых частиц от лесных пожаров на здоровье населения”.
Проект выполняется с февраля 2025 года и уже получены некоторые результаты в виде результатов интеллектуальной деятельности – зарегистрированы программы для ЭВМ в Роспатенте.
Кроме того, результаты доложены на научных конференциях, например, в Белокурихе.
Ранее вышла самая первая научная статья в российском журнале Региональные проблемы (индексируется в Российском индексе научного цитирования – РИНЦ).
На днях же вышла вторая статья по результатам проекта, в международном журнале C (так и называется). Это обозначение углерода (расширенное название Journal of Carbon Research, но при цитировании оно не используется). Журнал индексируется в международной базе Scopus. Авторы статьи - к.ф.-м.н., доцент Николай Викторович Барановский и аспирантка Виктория Андреевна Вяткина.
Журнал “C” (ISSN 2311-5629) — это международный междисциплинарный научный журнал открытого доступа, посвященный всем аспектам углеродных материалов, исследованиям углерода и их применению. В нем публикуются оригинальные рецензируемые научные статьи, всесторонние обзоры и краткие сообщения, а также специальные выпуски по отдельным темам.
Цель журнала “C” — побудить ученых публиковать свои экспериментальные и теоретические результаты как можно подробнее. Необходимо предоставлять полные экспериментальные, теоретические и вычислительные данные, чтобы результаты можно было воспроизвести. Кроме того, журнал обладает следующими особенностями:
Особенно приветствуются рукописи, содержащие новые и инновационные исследовательские предложения и идеи;
В качестве дополнительных материалов можно загружать электронные файлы с подробным описанием расчетов и экспериментальных процедур, а также файлы с изображениями и видео.
Наша статья “Mathematical Modeling of Soot Formation and Fragmentation of Carbon Particles During Their Pyrolysis Under Conditions of Removal from the Front of a Forest Fire” (русский эквивалент – Математическое моделирование сажеобразования и фрагментации углеродистой частицы в условиях ее пиролиза при выносе из фронта лесного пожара) посвящена численному исследованию указанных в названии процессов с помощью численного исследования математической модели на компьютерной технике на основе сценарного моделирования.
Объектом исследования является отдельная нагретая углеродистая частица относительно небольшого размера, от 0,003 до 0,01 м. Основная гипотеза: образование частиц сажи и черного углерода обусловлено термохимическим разрушением сухого органического вещества лесного горючего материала и механическим измельчением остатков коксика. Цель исследования – проведение численного моделирования тепло- и массопереноса в отдельной нагретой углеродистой частице с учетом процесса образования сажи и оценки ее фрагментации с точки зрения теплообмена с внешней средой в двумерном пространстве. В рамках этого исследования была разработана новая модель тепло- и массопереноса в пиролизующейся углеродистой частице, учитывающая ее поэтапную фрагментацию (модель дерева фрагментации с четырьмя вторичными образованиями частиц из исходной частицы). В результате расчетов были получены распределения температуры и объемных долей фаз в углеродистой частице в различных сценариях. Рассматриваются сценарии низовых лесных пожаров (начальные температуры 900 К и 1000 К), верховых лесных пожаров (1100 К) и огненного смерча (1200 К) для типичной растительности (сосна, ель, береза). Кубические углеродистые частицы рассматриваются в приближении двумерной математической модели. Для описания тепло- и массопереноса в структуре углеродистой частицы используется дифференциальное уравнение теплопроводности с соответствующими начальными и граничными условиями третьего рода, учитывающее общую реакцию в кинетической схеме пиролиза и образования сажи. Дифференциальные аналоги дифференциальных уравнений в частных производных решаются методом конечных разностей с учетом второго порядка аппроксимации. Предложены варианты использования разработанной математической модели и вероятностного критерия фрагментации для оценки выбросов аэрозолей. Рекомендации: Предложенная математическая модель должна быть интегрирована с математическими моделями конвективной колонки лесного пожара и переноса аэрозолей в верхних слоях атмосферы. Кроме того, для практического применения предложенной математической модели необходимо разработать вероятностные критерии оценки воздействия на здоровье.
Ссылка на полную статью на сайте MDPI.
Более подробно в ближайшее время я расскажу в одном из выпусков подкаста Лесные пожары.
На сегодня всё!
До встреч на волнах Интернета!