雷击引燃森林可燃物的模拟实验研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论又雷击引燃森林可燃物的模拟实验研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：朱易安全技术及工程刘乃安研究员二。一二年六月二日嘲UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeExperimentalStudyonLightning—-CausedIgnitionofForestFuelsAuthor’SName：Speciality：——一d●bupervlsor：’⋯●-‘rinishedtime：YiZHUSafetyTechnologyan

2、dEngineeringProf．NaianLIUJune，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：珠易签字日期：2口JZ．f·．7中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查

3、阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。的开口保密(——年)作者签名：杀局签字日期：21)}2．6'1导师签名：≥【!芸导师签名：多l扩二女签字日期：29J2．Z·，7摘要雷击火是森林火灾中的重要因素之一，在美国、澳大利亚、加拿大、俄罗斯等国，雷击火引起的火灾占总的森林火灾的三分之一，每年都给生态环境和社会经济造成了巨大的损失，雷击火已经成为世界许多共同面临的挑战。从20世纪初就有人对雷

4、击火展开了研究，研究内容涵盖从现象分析到机理，从原因解释到建立概率模型，目标是对雷击火进行预测和防治。到目前为止，随着对雷击火研究的深入，人们对其机理的理解日趋清晰。对于雷击火的研究方向主要在两个方面：1．从微观实验角度研究可燃物的类型和状态，以在此基础上建立预测模型：2．通过雷电探测技术和历史数据等对雷击火进行探测定位和风险分析。迄今，从微观的角度通过模拟实验来研究雷击火发生的概率的研究非常缺乏，目前只有Latham(美国)和Draveniza(澳大利亚)开展过此类研究，而我国在此方面的研究几乎为空白。本文的研究目标是利用雷电点燃可燃物的实验装置，通过大量

5、的实验，研究雷电点燃可燃物的概率方程，认识含水率等因素对于雷电点燃的影响。本文的研究工作总结如下：1)采用大兴安岭地区的松针和白草作为实验材料，使用自主设计的雷击点燃可燃物的模拟实验装置，开展大量雷击点燃实验，得到雷击作用下可燃物的点燃概率方程，该方程包括实验环境温度、空气湿度，通道长度(两极间距)、含水率等变量。不仅得到点燃概率方程，而且还发现可燃物含水率在点燃概率的影响因素中最为显著。2)通过实验研究了燃料含水率、电极间距等因素对点燃的影响，并对其物理过程进行了探讨。在不断改变环境温度的基础上，通过大量的实验，得到如下结论：电极间距对于点燃有较大影响，电

6、极间距与电弧能呈正相关性。含水率对于点燃具有显著影响，当含水率越大，所需点燃的能量越大。该实验只是在一定含水率(5～50％)范围的结果。可燃物厚度、载荷与电弧能呈正相关性。松针所需的电弧能大于白草所需的电弧能。3)改变空气湿度等因素，得到不同情况下的能量状况，探讨了这些因素对于点燃和实验的影响。关键词：大兴安岭地区；雷击火；Logistic回归分析；可燃物种类；电极间距：可燃物含水率；最小电弧能；点燃概率方程；主成分分析摘要IIAbstract——————————————————————————————————————一_一一一—_Lightningindu

7、cedfiresaccountforalargefraction(nearly1／3inaveragelofwildlandfiresinUnitedStates，Australia,Canada,RussiaandalsothenorthforestryregionofChina(e．gDaxing’anlingregion)，leadingtotremendousecologicaldamagesandeconomiclosses．Lightningfireshavebeenstudiedforoveronecentury．Someresearchers

8、intendedtousethelightningd