|
Abstract:
|
L’objectiu d’aquest projecte és contribuir en la tasca de validació del simulador d’incendis forestals Wildland-urban interface Fire Dynamics Simulator – WFDS. La dificultat de predir l’evolució d’un incendi i el comportament del foc fa que no s’hagi aconseguit crear un simulador d’incendis forestals adequat per diferents tipus d’escenaris, vegetació i condicions atmosfèriques. WFDS està en constant evolució per aconseguir ser competent i ocupar un lloc en la simulació d’incendis forestals. Es precisa, doncs, d’un treball de validació per seguir millorant.
El projecte consta d’una introducció al simulador WFDS on s’exposa les característiques principals del model matemàtic que l’integra i el funcionament d’aquest. Per tal d’iniciar la tasca de validació, es descriuen els experiments seleccionats per representar-los mitjançant la simulació. Aquests experiments van ésser realitzats al laboratori FlamesLab – al Centre d’estudis del Risc TECnològic (CERTEC) – en el context de la tesi doctoral de Pérez (2010) i són cremes de palla d’ordi a escala del laboratori.
La metodologia de validació seguida en aquest projecte comprèn dues fases: la fase de calibratge i la fase de predicció. La fase de calibratge consta d’un primer estudi sobre les dimensions del domini que cal prendre en la simulació. Aquest permet detectar que, en aquesta instal·lació i a aquesta escala, la variació del domini no es tradueix en grans canvis de la velocitat de propagació. A més a més, es determina una mida de cel·la òptima pel mallat, imprescindible per les eines CFD – Computational Fluid Dynamics – com el WFDS. A continuació, es procedeix a un estudi de sensibilitat on es detecta que la calor de combustió i la velocitat màxima de crema són paràmetres amb sensibilitat moderada. A banda, la densitat aparent s’obté també com a paràmetre sensible, la qual cosa implica que cal mesurar-la. Finalment, seguint un disseny factorial es determina l’equació que relaciona l’error absolut obtingut amb la variació dels dos primers paràmetres. D’aquesta manera, es procedeix a buscar els valors òptims per aquests paràmetres que fan disminuir l’error en la simulació de l’experiment mitjançant la tècnica d’optimització multi-objectiu MINIMAX.
Finalment, es realitza la fase predictiva on s’apliquen els resultats extrets en la primera fase de calibratge. En aquest cas, s’utilitza dos tipus d’experiments que segueixen les mateixes característiques – combustible utilitzat, escenari, etc. – que els utilitzats a la fase de calibratge, però de dimensions majors. Al no disposar de dades experimentals, s’utilitza una correlació exposada en la tesi doctoral de Pérez (2010) que permet, a partir de les lleis d’escala, determinar la velocitat de propagació experimental per aquests experiments. En aquesta segons fase es comprova la capacitat predictiva del simulador, després dels ajustaments derivats de la fase de calibratge. |
