Modelação Experimental e Numérica de Incêndios em Topografia Complexa

Abstract

O presente trabalho tem como principal objetivo o estudo do comportamento extremo do fogo em duas colinas, tendo em consideração o fenómeno já estudado por vários autores e conhecido fire channelling. Este fenómeno acontece na face a sotavento da colina e é caracterizado pelo facto de o fogo exibir uma rápida propagação na direção transversal à do vento, para além da rápida propagação na direção do vento.O estudo foi repartido em duas fases: a realização de ensaios experimentais e a criação de simulações numéricas.Na primeira fase, foram realizados nove ensaios experimentais no túnel de vento do Laboratório de Estudos sobre Incêndios Florestais (LEIF), que tiveram como principal objetivo o estudo da influência, no comportamento do fogo, da alteração de alguns parâmetros tais como: os ângulos de inclinação das colinas, o ângulo entre a direção do vento e a linha do cume, o local de ignição e a existência de vento. Nestes ensaios, foram obtidas e analisadas as velocidades de propagação do fogo e tiradas algumas conclusões. Entre estas conclusões, está o facto de o fenómeno fire channelling, na primeira colina, não mostrar simetria quando existe um ângulo diferente de 90º entre a direção do vento e a linha do cume.Na segunda fase, foram criadas simulações numéricas no programa Fire Dynamics Simulator (FDS) e que, fazendo a comparação com testes experimentais realizados anteriormente na Universidade de Coimbra, foram tiradas algumas conclusões acerca da sua veracidade. Os resultados destas simulações são apresentados como um mapa de propagação que na sua criação tem como base as frentes de fogo.

The main objective of this work is the study of the extreme behavior of fire in two hills, considering the phenomenon already studied by many authors and known as fire channelling. This phenomenon occurs on the leeward face of the hill and is characterized by the fact that the fire exhibits a rapid propagation in the transverse direction of the wind, in addition to the rapid propagation towards the wind.The study was divided into two phases: experimental tests and the creation of numerical simulations.In the first phase, nine experimental tests were carried out in the wind tunnel of Laboratório de Estudos sobre Incêndios Florestais (LEIF), whose main objective was to study the influence of changes in some fire parameters such as: the slope angles of the hills, the angle between the direction of the wind and the ridge line, the location of ignition and the existence of wind. In these tests, fire propagation velocities were obtained and analyzed. Among these conclusions is the fact that the fire channeling phenomenon on the first hill does not show symmetry when there is a different angle of 90° between the direction of the wind and the ridge line.In the second phase, numerical simulations were created in the Fire Dynamics Simulator (FDS) program and, after comparing them with experimental tests carried out previously at the University of Coimbra, some conclusions were drawn about their veracity. The results of these simulations are presented as a propagation map based on fire fronts.