Modelling study of the spread of liquid fuel spill fires using shallow water equations

环境科学 飞溅 浅水方程 液体燃料 气象学 燃烧 机械 地理 化学 物理 有机化学
作者
Yuntao Li,Yuan Meng,Xiping Song,Laibin Zhang,Jian Shuai
出处
期刊:Journal of Loss Prevention in The Process Industries [Elsevier BV]
卷期号:87: 105227-105227 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.jlp.2023.105227
摘要

In oil spill–fire accidents, the spread of burning fuel from petroleum product containers may increase accident losses and trigger further accidents. Studying the spreading process of spill fires is important to prevent accidents and mitigate losses. Herein, a spill-fire spread model was proposed to predict the spread rate and time varying burning area of liquid fuel spill fires. The model was developed using one-dimensional nonlinear shallow water equations. Fuel consumption was used as the source term in the equations. To ensure numerical stability and accuracy, the third-order TVD Runge–Kutta method and the second-order MUSCL scheme were used for time advancement and numerical space reconstruction, respectively. Numerical flux was calculated by using the HLL approximate Riemann solver. The algorithm of the shallow water equations was modified in accordance with the spread characteristics of spill fires. Using the developed spread model, the dynamic burning area and dynamic fuel thickness of a spill fire were calculated. The simulation results were verified using the experimental results on continuously released n-heptane spill fires, and the two results were in good agreement.
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