Projekty

Stanovení objemové hmotnosti zuhelnatělých dřevěných zbytků fotogrammetrickou metodou

Rok řešení: 2020
Řešitelé: Šálek V., Jahoda M., Dupal O., Bakešová H.
Program: IGS VŠCHT
Anotace: Projekt se zabývá stanovením objemové hmotnosti dřevěných zuhelnatělých zbytků smrkového dřeva a OSB desek s využitím fotogrammetrické metody. Cílem projektu je sestavit fotogrammetrickou aparaturu, stanovit chybu měření této aparatury a vytyčit nároky a omezení na měřené vzorky (jejich tvar, velikost, lesk, geometrickou nepravidelnost povrchu a další). Na nároky fotogrammetricky měřených vzorků navazuje návrh metodiky pro odebírání zuhelnatělých zbytků vzniklých v kontrolovaných podmínkách experimentální aparatury kónického kalorimetru. Výsledné hodnoty objemové hmotnosti budou porovnány s literaturou a použity ve specializovaném řešiči pro matematické modelování šíření hoření. Výsledek matematického modelu bude porovnán s experimentálními daty.

Modelování tepelné degradace a hoření deskových materiálů na bázi dřeva

Roky řešení: 2019-2022
Řešitelé: TÚPO Praha, LabPI VŠCHT Praha
Program: Bezpečnostní výzkum MV ČR
Anotace: Cílem projektu je získat validovaná data do modelu tepelné degradace a hoření pro aplikaci v požárních CFD řešičích pro deskové materiály vyráběné na bázi dřeva. Tyto materiály nás obklopují ve všech typech budov a významně se podílejí na vzniku a rozvoji požáru. Validovaný model vzniku a rozvoje požáru těchto materiálů má významné uplatnění v oblasti požární bezpečnosti staveb a v oblasti zjišťování příčin vzniku požáru.

Chování konstrukcí s dřevěnou požární ochranou – multifyzikální modelování

Roky řešení: 2019-2021
Řešitelé: FSv ČVUT, LabPI VŠCHT Praha
Poskytovatel: Grantová agentura ČR
Anotace: Projekt je zaměřen na modelování konstrukcí požárně chráněných materiály na bázi dřeva, které jsou šetrné k životnímu prostředí a udržitelné. Povrchová vrstva dřeva za požáru uhelnatí a výborně izoluje materiál pod ní. Vzhledem ke složitosti chování se ochrana navrhuje pouze na základě experimentů v peci, které nezohledňují skutečný požár. V projektu bude připraven multifyzikální model, který sdruží model dynamické analýzy plynu v požárním úseku kolem konstrukčního prvku s modely tepelné degradace při hoření dřeva, přestupem a rozvojem tepla v konstrukci a jejím mechanickým chováním. Navržená hierarchie kalibrace a validace modelů na experimentech zajistí požadovanou přesnost řešení i aplikovatelnost simulací pro různé materiály. Popis významné interakce jevů umožní předpovídat chování konstrukcí s využitím přesných modelů skutečných požárů.

Průběh a důsledky havarijního úniku CNG z osobních automobilů

Roky řešení: 2017-2019
Řešitelé: HZS ČR TÚPO Praha, LabPI VŠCHT Praha
Program: Bezpečnostní výzkum MV ČR
Anotace: Projekt se zabývá havarijním únikem CNG z tlakových zásobníků v osobních automobilech a jeho následném šíření (hoření) v uzavřených prostorech. Dynamika výtoku z tlakového zásobníku je studována nejprve experimentálně. Je zjišťován hmotnostní tok plynu při havarijním úniku a dále je zkoumán vliv lokálního tepelného zatížení na dynamiku výtoku. Získaná experimentální data slouží jako vstupní údaje do softwaru pro matematické modelování metodou počítačové dynamiky tekutin. Matematické modelování je využito pro numerickou předpověď šíření metanu a jeho hoření v uzavřených prostorech s ohledem na směr výtoku plynu, geometrii uzavřených prostor a proudění vzduchu nuceným odvětráváním.

Studium havarijního úniku metanu z tlakového zásobníku osobního automobilu

Rok řešení: 2015
Řešitelé: Ira J., Jahoda M., Roučková E., Topinková K., Kubečková N. S.
Program: IGS VŠCHT
Anotace: Projekt se zabývá studiem úniku stlačeného zemního plynu (CNG) z tlakového zásobníku osobního automobilu. V současné době přestavuje CNG jednu z hlavních alternativ za klasická kapalná paliva (benzín, nafta). I přestože se jedná o levnou a pro životní prostředí šetrnější variantu pohonné hmoty, její masové aplikaci zatím stále brání velmi diskutovaná bezpečnost těchto palivových systémů. Hlavním cílem projektu je podrobný popis chování CNG systému během reálného požáru z velkorozměrové požární zkoušky. Pomocí metody CFD jsou simulována různá teplotní zatížení v různých místech zásobníku a je zkoumána teplotní odezva na tepelné pojistce bezpečnostního ventilu. 

Modelování transportních a kinetických procesů při tepelné degradaci pevných materiálů

Rok řešení: 2014
Řešitelé: Ira J., Hasalová L., Jahoda M., Vaněk P.
Program: IGS VŠCHT
Anotace: Projekt se zabývá matematickým modelováním tepelného rozkladu pevných materiálů při hoření a jejich aplikací při modelování hoření metodou počítačové dynamiky tekutin. Hlavním cílem je nalézt vhodnou metodiku pro získání kinetických parametrů prostřednictvím matematické optimalizace s užitím Shuffled Complex Evolution (SCE) algoritmu. Numerická stabilita algoritmu a vliv počátečních podmínek na výsledné řešení budou testovány jak na syntetických datech, tak na dříve provedených datech experimentálních. Součástí projektu je rozšíření stávajícího SCE programu na řešení problematiky paralelních a následných reakcí. Následně je řešena přenositelnost získaných parametrů modelů do CFD řešičů Fire Dynamics Simulator a fireFOAM, kde je navíc řešena problematika sdílení tepla vedením a radiací. Výsledky z CFD simulací jsou validovány pomocí experimentálních dat z kónického kalorimetru.

Identifikace vstupních parametrů a verifikace matematických modelů šíření požárů

Rok řešení: 2013
Řešitelé: Hasalová L., Ira J., Jahoda M., Kálal Z.
Program: IGS VŠCHT
Anotace: Projekt se zabývá validací matematických modelů popisujících tepelnou degradaci pevných materiálů a rychlosti odpařování těkavých kapalin při hoření. Modely mají klíčovou úlohu při numerické predikci šíření požárů. Součástí projektu je experimentální stanovení hmotnostního úbytku kapalin při hoření, geometrie a teploty plamene a teploty povrchu zásobníku. Z dříve získaných experimentálních dat tepelné degradace pevných látek a z provedených experimentů rychlosti odpařování kapaliny jsou počítány hodnoty parametrů do obou modelů pomocí metod matematické optimalizace. K výpočtu je užit genetický algoritmus nebo Shuffled Complex Evolution algoritmus. Dále je řešena přenositelnost získaných parametrů pyrolýzních modelů do programu Fire Dynamics Simulator a vhodnost užití řešiče ANSYS Fluent pro simulace hoření kapalin.

Studium metod vyhodnocování experimentálních dat pro získání vstupních parametrů pro matematické modely tepelného rozkladu pevných materiálů a modely hoření

Rok řešení: 2012
Řešitelé: Hasalová L., Ira J., Jahoda M.
Program: IGS VŠCHT
Anotace: Projekt se zabývá metodikou vyhodnocování experimentálních dat (zejména evolučními optimalizačními algoritmy) získaných při měření tepelného rozkladu materiálů a chování materiálů při hoření. Jedná se především o data z termogravimetrické analýzy a kónického kalorimetru. Data naměřená těmito zařízeními sice poskytují informace o tepelné odezvě pevných materiálů a kinetice jejich rozkladu, ale nejsou přímo aplikovatelná do matematických modelů popisujících tepelnou degradaci a spalování pevných materiálů. Je proto nutné vyvinout obecnou metodiku zpracování experimentálních dat, která by umožnila vytvořit specializované databáze materiálových vlastností pro modelování hoření a vyplnila by tak existující mezeru mezi teoretickými schopnostmi výpočetních modelů a možnostmi jejich aplikace v praxi.