Name: wind tunnel experiments to study chaparral crown fires
Uploaded: 2017-11-14T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires at JoVE.com

המחברים רוצה להכיר בנג'מין Sommerkorn, גבריאל דופונט, ג'ייק Eggan, Chirawat Sanpakit שעזר עם הניסויים שהוצגו כאן. ג'נט Cobian Iñiguez מאשר תמיכה על ידי נאס א MUREP מוסדי מחקר הזדמנות (מירו) גרנט מספר NNX15AP99A. עבודה זו גם מומן על ידי משרד החקלאות/USDI הלאומי אש התוכנית באמצעות הסכם בין שירות היערות של משרד החקלאות, תחנת המחקר PSW, אוניברסיטת קליפורניה - ריברסייד.

התראה: כפי מספר שלבים בפרוטוקול הבאים לערב פעילויות בעלות פוטנציאל לגרום לפציעה, להבטיח כי תקין ציוד מגן אישי (עיקרון השוויון הפוליטי) משמש בעקבות פרוטוקול הבטיחות הוקמה כולל ירי בגדים עמידים, eyewear הגנה.
 1. הכתר דלק מיטה עומס תא ומכשור התקנה <ol><li>לשנות 4 C-סוגרים על-ידי הצמדת ...

<ol>
	<li>Minnich, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fire+mosaics+in+southern+California+and+northern+Baja+California.">Fire mosaics in southern California and northern Baja California.</a> Science. 219 (4590), 1287-1294 (1983).</li><li>Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Weise, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+modelling+of+crown+fire+initiation+in+open+and+closed+shrubland+systems.">Experimental modelling of crown fire initiation in open and closed shrubland systems.</a> Int. J. Wildl. Fire. 23 (4), 451-462 (2014).</li><li>Rothermel, R. C., Philpot, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+changes+in+chaparral+flammability.">Predicting changes in chaparral flammability.</a> J. For. 71 (10), 640-643 (1973).</li><li>Van Wagner, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conditions+for+the+start+and+spread+of+crown+fire.">Conditions for the start and spread of crown fire.</a> Can. J. For. Res. 7, 23-34 (1977).</li><li>Fons, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+Fire+Spread+in+Light+Forest+Fuels.">Analysis of Fire Spread in Light Forest Fuels.</a> J. Agric. Res. (3), (1946).</li><li>Lozano, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> An investigation of surface and crown fire dynamics in shrub fuels [dissertation]. , 222 (2011).</li><li>Weise, D., Zhou, X., Sun, L., Mahalingam, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fire+spread+in+chaparral-'go+or+no-go?'.">Fire spread in chaparral-'go or no-go?'.</a> Int. J. Wildl. Fire. 14, 99-106 (2005).</li><li>Cruz, M. G., Butler, B. W., Alexander, M. E., Forthofer, J. M., Wakimoto, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+the+ignition+of+crown+fuels+above+a+spreading+surface+fire.+Part+I:+Model+idealization.">Predicting the ignition of crown fuels above a spreading surface fire. Part I: Model idealization.</a> Int. J. Wildl. Fire. 15 (1), 47-60 (2006).</li><li>Cruz, M. G., Butler, B. W., Alexander, M. E., Forthofer, J. M., Wakimoto, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+the+ignition+of+crown+fuels+above+a+spreading+surface+fire.+Part+II:+Model+idealization.">Predicting the ignition of crown fuels above a spreading surface fire. Part II: Model idealization.</a> Int. J. Wildl. Fire. 15 (1), 47-60 (2006).</li><li>Li, J., Mahalingam, S., Weise, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+investigation+of+fire+propagation+in+single+live+shrubs.">Experimental investigation of fire propagation in single live shrubs.</a> Int. J. Wildl. Fire. 26 (1), 58-70 (2017).</li><li>Byram, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combustian+of+Forest+Fuels.">Combustian of Forest Fuels.</a> For. Fire Control Use. , 61-89 (1959).</li><li>Dupuy, J. L., Mar&#233;chal, J., Morvan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fires+from+a+cylindrical+forest+fuel+burner:+Combustion+dynamics+and+flame+properties.">Fires from a cylindrical forest fuel burner: Combustion dynamics and flame properties.</a> Combust. Flame. 135 (1-2), 65-76 (2003).</li><li>Sun, L., Zhou, X., Mahalingam, S., Weise, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+burning+characteristics+of+live+and+dead+chaparral+fuels.">Comparison of burning characteristics of live and dead chaparral fuels.</a> Combust. Flame. 144 (1-2), 349-359 (2006).</li><li>Fletcher, T. H., Pickett, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Moisture+on+Ignition+Behavior+of+Moist+California+Chaparral+and+Utah+Leaves.">Effects of Moisture on Ignition Behavior of Moist California Chaparral and Utah Leaves.</a> Combust. Sci. Technol. 179 (6), 1183-1203 (2007).</li><li>Engstrom, J. D., Butler, J. K., Smith, S. G., Baxter, L. L., Fletcher, T. H., WEISE, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ignition+Behavior+of+Live+California+Chaparral+Leaves.">Ignition Behavior of Live California Chaparral Leaves.</a> Combust. Sci. Technol. 176 (9), 1577-1591 (2004).</li><li>Zukoski, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid+Dynamic+Aspects+Of+Room+Fires.">Fluid Dynamic Aspects Of Room Fires.</a> Fire Saf. Sci. 1, 1-30 (1986).</li><li>Thomas, P. H., Webster, C. T., Raftery, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+experiments+on+buoyant+diffusion+flames.">Some experiments on buoyant diffusion flames.</a> Combust. Flame. 5, 359-367 (1961).</li><li>Finney, M. a., Cohen, J. D., McAllister, S. S., Jolly, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+need+for+a+theory+of+wildland+fire+spread.">On the need for a theory of wildland fire spread.</a> Intl J Wildl Fire. 22 (1), 25-36 (2013).</li><li>Mendes-Lopes, J. M. C., Ventura, J. M. P., Amaral, J. M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flame+characteristics,+temperature-time+curves,+and+rate+of+spread+in+fires+propagating+in+a+bed+of+Pinus+pinaster+needles.">Flame characteristics, temperature-time curves, and rate of spread in fires propagating in a bed of Pinus pinaster needles.</a> Int. J. Wildl. Fire. 12 (1), 67-84 (2003).</li><li>Williams, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+fire+spread.">Mechanisms of fire spread.</a> Symp. Combust. 16 (1), 1281-1294 (1977).</li><li>Sullivan, A. L., Ball, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+decomposition+and+combustion+chemistry+of+cellulosic+biomass.">Thermal decomposition and combustion chemistry of cellulosic biomass.</a> Atmospheric Environment. 47, 133-141 (2012).</li><li>Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Zhou, X., Weise, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+and+Numerical+Modeling+of+Shrub+Crown+Fire+Initiation.">Experimental and Numerical Modeling of Shrub Crown Fire Initiation.</a> Combust. Sci. Technol. , 618-640 (2016).</li><li>Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Zhou, X., Weise, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+crown+fuel+bulk+density+effects+on+the+dynamics+of+crown+fire+initiation+in+Shrublands.">An investigation of crown fuel bulk density effects on the dynamics of crown fire initiation in Shrublands.</a> Combust. Sci. Technol. 180 (4), 593-615 (2008).</li><li>Zhou, X., Weise, D., Mahalingam, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+measurements+and+numerical+modeling+of+marginal+burning+in+live+chaparral+fuel+beds.">Experimental measurements and numerical modeling of marginal burning in live chaparral fuel beds.</a> Proc. Combust. Inst. 30 (2), 2287-2294 (2005).</li><li>Pickett, B. M., Isackson, C., Wunder, R., Fletcher, T. H., Butler, B. W., Weise, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flame+interactions+and+burning+characteristics+of+two+live+leaf+samples.">Flame interactions and burning characteristics of two live leaf samples.</a> Int. J. Wildl. Fire. 18 (7), 865-874 (2009).</li><li>Cobian-I&#241;iguez, J., Sanpakit, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+Experiments+to+Study+Surface+to+Crown+Fire+Transition+in+Chaparral.">Laboratory Experiments to Study Surface to Crown Fire Transition in Chaparral.</a> Fall Meet. West. States Sect. Combust. Inst. , (2015).</li><li>Silvani, X., Morandini, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fire+spread+experiments+in+the+field:+Temperature+and+heat+fluxes+measurements.">Fire spread experiments in the field: Temperature and heat fluxes measurements.</a> Fire Safety J. 44 (2), 279-285 (2009).</li><li>Morandini, F., Silvani, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fire+spread+experiment+across+Mediterranean+shrub:+Influence+of+wind+on+flame+front+properties.">Fire spread experiment across Mediterranean shrub: Influence of wind on flame front properties.</a> Fire Safety J. 41 (3), 229-235 (2006).</li><li>Albini, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Model+for+Fire+Spread+in+Wildland+Fuels+by-+Radiation.">A Model for Fire Spread in Wildland Fuels by- Radiation.</a> Combust. Flame. 42, (1985).</li><li>Rothermel, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Mathematical+Model+for+Predicting+Fire+Spread+in+Wildland+Fuels.">A Mathematical Model for Predicting Fire Spread in Wildland Fuels.</a> USDA For. Serv. Res. Pap. INT-115. , 40 (1972).</li><li>Freeborn, P. H., Wooster, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationships+between+energy+release,+fuel+mass+loss,+and+trace+gas+an+aerosol+emissions+during+laboratory+biomass+fires.">Relationships between energy release, fuel mass loss, and trace gas an aerosol emissions during laboratory biomass fires.</a> J. Geophys. Res. Atmos. 113 (1), 1-17 (2008).</li><li>Finney, M. A., Cohen, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+buoyant+flame+dynamics+in+wildfire+spread.">Role of buoyant flame dynamics in wildfire spread.</a> Proc Nat Acad Sci USA. 112 (32), 9833-9838 (2015).</li><li>Green, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Burning+by+prescription+in+chaparral.">Burning by prescription in chaparral.</a> USDA For. Serv. Gen. Tech. Rep. PSW-51. , 36 (1981).</li><li>Cohen, J., Bradshaw, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fire+behavior+modeling+-+a+decision+tool.">Fire behavior modeling - a decision tool.</a> Proc. Prescr. Burn. Midwest State Art. , 1-5 (1986).</li><li>Weise, D. R., Koo, E., Zhou, X., Mahalingam, S., Morandini, F., Balbi, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fire+spread+in+chaparral+-+A+comparison+of+laboratory+data+and+model+predictions+in+burning+live+fuels.">Fire spread in chaparral - A comparison of laboratory data and model predictions in burning live fuels.</a> Int. J. Wildl. Fire. 25 (9), 980-994 (2016).</li><li>Omodan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fire Behavior Modeling - Experiment on Surface Fire Transition to the Elevated Live Fuel A. , (2015).</li><li>Mulvaney, J. J., Sullivan, A. L., Cary, G. J., Bishop, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeatability+of+free-burning+fire+experiments+using+heterogeneous+forest+fuel+beds+in+a+combustion+wind+tunnel.">Repeatability of free-burning fire experiments using heterogeneous forest fuel beds in a combustion wind tunnel.</a> Intl J Wildl Fire. 25 (4), 445-455 (2016).</li></ol>

היכולת למדוד את המסה דלק מוגברות לאורך כל הניסוי היה אחד היתרונות העיקריים של הטכניקה המובאת כאן. מחקרים קודמים כתובות אש שפרל התמקדו על חניכה אש היחידה או כתר או רק על משטח להפיץ, אך לא בשניהם. מחקרים כאלה יש לכמת את האפשרות של הצתה לשכבת הכתר, שנשאר המחקר של התפשטות עבור עבודה בעתיד<sup class="x...

בשנת 2016, מדינת קליפורניה חוו בסך של שריפות wildland 6,986, לצרוך דונם 564,8351, תמחיר מיליוני דולרים נזק, ולסכן את הבריאות של מאות אנשים. בגלל האקלים הים תיכוני אזורי, מקור הדלק העיקרי עבור השריפות הם שפרל צמחייה קהילות2. האש התפשטה ב שפרל יכול להיחשב אש הכתר מאז הדלק הראשי הבוערת הוא מוגבה3. שיתוף קיים עם השכבה הכתר בעיקר בשידור חי, היא שכבה דלק משטח מת, אשר מורכב של השחקנים העלים, סניפים, צמחים עשבוניים, אשר גדלים מתחת, בין השיחים בודדים. אש תיזום ביתר קלות בשכבה דלק שטח מת. לאחר השריפה משטח יידלק, שינוי מיגדרי האש על השכבה כתר שבו האנרגיה שפורסמו על ידי האש גדל באופן דרמטי. בזמן שריפות שפרל יש בדרך כלל היה הדגם כאש בהפצת דלקים משטח עמוק4, היה מוגבל חקר שריפות שפרל כמו הכתר שריפות.

כתר המאפיינים אצל שפרל, לרבות צורת החלקיקים העלווה, נבדלים boreal מחטניים יער, שבו אירעה רוב המחקר. מחקרים בקנה מידה רבים של מעבדה ושדה חקרו היבטים שונים של שריפת יער הדינמיקה6,5,7,3,8,9,10 11, ,12. בגדר שמוכר, מספר מחקרים בחנו את השפעת פרמטרים כגון רוח ואש דלק מאפיינים על הכתר שפרל התנהגות. לוזאנו7 בדק מאפייני הכתר אש חניכה בנוכחות שתי מיטות דלק דיסקרטית של הכתר. ב. Tachajapong et al. 3, משטח דיסקרטית ושכבות הכתר נשרפו בתוך מנהרת, האש משטח התאפיינה. רק כתר אש חניכה תוארה באופן מלא עוזב ניתוח מלא של התפשטות לעבודה עתידית. Li. et al. 11 דיווחו על התפשטות של להבה למרות שיחים שפרל יחיד. הקשורות בעבודה, קרוז. et al. 10 , 9 פיתח מודל לחזות את ההצתה של עלים מחטניים מעל פני שטח אש מתפשטת. מאפייני הכוויה של דלקים שפרל נחקרו במחקרים ניסיוני של דלקים בצובר, אדם יוצא13,14,15,16. Dupuy. et al. 13 למד המאפיינים הבוער של מחטי אורן pinaster אקסלסיור על ידי שריפת שהדלקים בסלים גלילי. הם נצפו זה דלקים אלה, גובה הלהבה היה קשור קצב שחרור חום באמצעות חוק שתי חמישיות כוח כפי שדווח בעבר ספרות17,18. שמש ואח 14 שרפת דלקים שפרל בסלים גליליים דומים כדי לנתח את מאפייני שריפת דלקים שפרל שלוש: chamise (Adenostoma fasciculatum), ceanothus (Ceanothus crassifolius), manzanita ( Arctostaphylos glandulosa).
מוטיבציה מאת תוצאות המחקרים הנ ל מעבדה, שהמטרה שלנו כאן היא להציג מתודולוגיה לאפיין התפשטות בשכבות הכתר השטח והן שיח. יתר על כן, אנו שואפים להבהיר כמה מן המאפיינים המרכזיים המכתיבים את מידת האינטראקציה שכבת פני השטח-כתר. למטרה זו, פיתחנו מתודולוגיה מעבדה ניסויית ללמוד את המעבר אנכי של אש בוערת ב דלק משטח wildland כדי אש מתפשטת בדלק שיח מוגברות. אלו סוגים של שריפות, תרגום של האש לכתר שיח, המכונה הכותרת, שעשוי להיות מלווה התפשטות מתמשכת בתנאים הנכונים. באופן כללי, שפרל אש התנהגות מוכתב על-ידי טופוגרפיה, מזג אוויר, דלק19. הוכח, כי רוח משפיע על קצב שחרור אנרגיה8,203,5,דלקים.
האש התפשטה בדלקים נקבובי ניתן להציג כסידרה של מעברים או ספי חייב להיות שחצה כדי להיות מוצלחת21. אנרגטית, חלקיק דלק יידלק אם כמות החום שקיבל תוצאות תערובת של גזים כי מגיבים בהצלחה עם חמצן. הלהבה וכתוצאה מכך מתפשט אם החום של החלקיק בוער מלהיב של חלקיקים דלק הסמוכה. האש משתרעת על פני האדמה, אם הוא מסוגל לחצות את הפערים בין מכלי דלק דליקים. אם הלהבה של האש משטח יכול להפיץ אנכית אל הכתר של שיחים ועצים, שינוי משמעותי בהתנהגות אש, לרבות שיעורי שחרור חום מוגברת, נצפית לעיתים קרובות עקב זמינות גדולה יותר של דלק. אנרגיה תרמית דינמיקה wildland שריפות להקיף מספר סולמות, בקנה מידה גדול מאוד, כגון מגה-שריפות אשר לעיתים קרובות דורשים climatological מידול, הקטן לטפס דרישת סולם כימית קינטית דוגמנות. כאן, אנו מתמודדים עם מעבדה מנהרת רוח בקנה מידה להתנהגות מידול; ללימודים בעירה תאית כימית סולם, הקורא נקרא יצירות סאליבן. et al. 22
מאז 2001, אנחנו הרחבנו את מגוון ניסויים לבחון חלק מעבדה סולם אנרגיה ספי23,8,24,25,26, 27, עם דגש על דלקים בשידור חי המשויך שפרל. ואילו בחוץ מדידות של אש עשוי לספק תוצאות למציאותיים יותר, הסביבה המבוקרת של מנהרת הרוח מאפשרים תיחום של ההשפעה של פרמטרים שונים. שליטה רוח, לדוגמה, חשוב במיוחד עבור שפרל הכתר שריפות המתרחשים באזורים כגון דרום קליפורניה איפה פן סוג רוחות, המכונה החמות והיבשות, מנהלי טיפוסי של אירועים אש. כי מניע מרכזי עבור המתודולוגיה המתוארת כאן היא לחקור את ההשפעה של רוח ואש פרמטרים מבוקרים אחרים על שפרל כפולה, מחקר זה בוצע במנהרת רוח בקנה מידה מעבדה. הקורא הוא בבימויו של העבודה. Silvani et al. 28 עבור מדידות טמפרטורה בשריפות שפרל זהים לאלו שהוצגו כאן. עבור מדידות על ההשפעה של הרוח על התפשטות האש, נא עיין. מוראנדי et al. 29
מספר פרמטרים המשפיעים על ההתפשטות של דלקים שפרל יש נותחו השפעול מאת לכימות ההסתברותהאש התפשטה הצלחה דלק מוגברות מיטות8. המחקר הנוכחי ניסיוני כרוך מתודולוגיה שפותחה ללמוד שפרל הכתר האש להתפשט על-ידי מידול משטח דלקים, כתר דלקים בתוך סעיף מבחן של מנהרת מהירות נמוכה. הדלק משטח הוא המודל עם אקסלסיור (עץ גרוסים יבשים). המיטה דלק משטח מניחים על הקרקע של מנהרת הרוח מעל מידה סטנדרטית (ראה איור 1). ייצוג המיטה דלק הכתר, מיטה דלק עם chamise הונח מעל המיטה דלק עיליים על ידי השעיית הדלק של פלטפורמה רכוב על המסגרת מנהרת רוח (ראה איור 1). בשתי המיטות דלק הם שעברו אינסטרומנטציה עבור טמפרטורה ומדידות אובדן מסת; גאומטריה להבה מתקבל מן הקלטות וידאו של ניסויים. הפרמטרים הנמדדים כוללים שיעור אובדן מסת, תכולת לחות דלק, הלחות היחסית של האוויר. פרמטרים מבוקר היו נוכחות הרוח, המרחק בין דלק משטח מיטה ומיטה דלק הכתר, והנוכחות של דלק עיליים. שיעור אובדן מסת נמדד יכול לשמש כדי לחשב את קצב שחרור חום, אשר מוגדר כ: 
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq1.jpg"> כאשר h הוא החום של דלק פוסילי, m היא המסה דלק, ו- t הוא הזמן.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig1.jpg"> 
איור 1: הגדרת הניסוי מנהרת רוח. מיקומים של המיטה דלק הכתר, המיטה דלק המשטח המאוורר המנהרה סומנו כאנטי לנוחיותכם. המיטה דלק השטח מונחת על הקרקע של מנהרת הרוח מעל מידה סטנדרטית. ייצוג המיטה דלק הכתר, מיטה דלק עם chamise הונח מעל המיטה דלק עיליים על ידי השעיית הדלק של פלטפורמה רכוב על המסגרת מנהרת רוח. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
ניסויים התמקדו להבין את אופן הפעולה של שפרל הכתר שריפות, במיוחד התנעה, מנגנונים של להבה התפשטות, התפשטות, מהירויות הקבלה להבה שיעורי צריכת דלק. ללמוד את האינטראקציה בין משטח אש אש הכתר, שש תצורות של השטח והכתר מיטות דלק עם ובלי זרימת רוח יישומית, נצרבו במנהרת הרוח: דלק הכתר רק עם ובלי רוח (2), כתר, משטח דלק מיטות מופרדות שני המרחקים עם ובלי רוח (4). טבלה 1 מסכמת את תצורות הניסוי עם המעמדות ניסיוני 6. בטבלה, דלק משטח המיטה הפרמטר מציין אם דלק השטח היה נוכח במהלך הניסוי, הפרמטר רוח מתייחס לנוכחות של הרוח, גובה הכתר מתייחס המרחק בין החלק התחתון של המיטה דלק הכתר התחתון של השטח מיטה דלק. לחות דלק היה נמדד עבור ניסוי אבל לא נשלט, תכולת לחות דלק ממוצעת היה 48%, ואילו הערכים המינימליים והמקסימליים היו 18% 68%, בהתאמה.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>מחלקה</td>
			<td>דלק משטח המיטה</td>
			<td>רוח</td>
			<td>גובה הכתר</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A</td>
			<td>נעדר</td>
			<td>אין רוח</td>
			<td>60 או 70 ס מ</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B</td>
			<td>נעדר</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60 או 70 ס מ</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C</td>
			<td>המתנה</td>
			<td>אין רוח</td>
			<td>60 ס מ</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D</td>
			<td>המתנה</td>
			<td>אין רוח</td>
			<td>70 ס מ</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E</td>
			<td>המתנה</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60 ס מ</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F</td>
			<td>המתנה</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>70 ס מ</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
טבלה 1: ניסוי תצורות. כאן דלק משטח המיטה הפרמטר מציין אם דלק השטח היה נוכח במהלך הניסוי, הפרמטר רוח מתייחס לנוכחות של הרוח, גובה הכתר מתייחס המרחק בין החלק התחתון של המיטה דלק הכתר התחתון של המיטה דלק משטח.
מידה אלקטרוניים נמדד משטח דלק בנפח גדול ואנחנו פיתחה מערכת אובדן מסת מותאם אישית עבור השכבה הכתר. המערכת כללה תאים בודדים עומס מחובר בכל פינה של המיטה דלק על תנאי. מצלמות וידאו לצרכן-כיתה הקליט את הלהבות חזותית; עיבוד תמונה של נתונים חזותיים באמצעות קובץ script מותאם אישית שנוצר מאפיינים להבה לרבות גובה וזווית. התוכנית פותחה כדי להמיר מסגרות וידאו מ- RGB (אדום/ירוק/כחול) קידוד לשחור-לבן בתהליך של קביעת סף עוצמת האור. הקצה של הלהבה היה המתקבלים על מסגרות וידאו בשחור-לבן. גובה להבה מרבי מוגדר כהנקודה הגבוהה ביותר של הקצה להבה, להבה מיידי הייטס התקבלו גם. בתמונה, גובה הלהבה נמדדה מבסיס של המיטה דלק לנקודת אנכי מרבי של הלהבה. כל עיבוד קודי, כמו גם הממשק של בקרת מכשיר המיועד עבור פרוטוקול זה נעשו זמינים על-ידי המחברים כאן דרך האתר שלהם גישה תוכנה. קציר הדלקים בשידור חי באופן מקומי ו ניצוח הכוויות ניסיוני בתוך 24 שעות למזער אובדן לחות. מערך צמד תרמי רשמה דלק מיטה טמפרטורה בכיוון הרוח stream-wise המאפשר חישוב קצב התפשטות. איור 1 מציג תרשים של ההתקנה מיטה דלק יחד עם הסידור צמד תרמי. פרטים של פרוטוקול נסיוני בצע.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Wind Tunnel Instrumentation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cDAQ-9178 CompactDAQ Chassis</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>781156-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NI-9213 C Series Temperature Input Module</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>785185-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NI SignalExpress for Windows</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>779037-35&#160;</td>
			<td>Newest version, older version used for experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Temperature Nextel Insulated Thermocouple Elements</td>
			<td>Omega</td>
			<td>XC-24-K-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocouple Extension Wire with Polyvinyl Coated Wire and Tinned Copper Overbraid</td>
			<td>Omega</td>
			<td>EXPP-K-24S-TCB-P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra High Temperature Miniature Connectors</td>
			<td>Omega</td>
			<td>SHX-K-M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CompuTrac MAX 2000XL&#160;</td>
			<td>Arizona Instruments</td>
			<td>MAX-2000XL</td>
			<td>Discontinued, Newer Model Out</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kestrel 3000 Pocket Weather Meter</td>
			<td>Nielsen-Kellerman</td>
			<td>0830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Satorius CPA 34001S&#160;</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>25850314</td>
			<td>Discontinued Model</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 Kg Micro Load Cell (X4)</td>
			<td>Robotshop.com</td>
			<td>RB-Phi-118</td>
			<td>Strain Gauge Load Cell</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phidget PhidgetBridge Wheatstone Bridge Sensor Interface</td>
			<td>Robotshop.com</td>
			<td>RB-Phi-107</td>
			<td>Interfaces with 4 load cells, performs signal amplification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#2 Stainless S-Biner (X4)</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>SB2-03-11</td>
			<td>Dual spring gate carabiners used to mount load cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 in. Malleable Iron C-Clamp</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td># 4011</td>
			<td>Used to mount load cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Personal Protective Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wildland Firefighter Nomex Shirt</td>
			<td>GSA Advantage</td>
			<td>SH35-5648</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fireline 6 oz Wildland Fire Pants</td>
			<td>GSA Advantage</td>
			<td>139702MR SEV16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fuels</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chamise</td>
			<td>Collected in situ</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Natural Shredded Wood Excelsior &#8211; Natural Coarse 50 lbs bail</td>
			<td>Paper Mart</td>
			<td>21-711-88</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bernzomatic UL100 Basic Propane Torch Kit</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>UL100KC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl alcohol</td>
			<td>Convenience store</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Video and Photography</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nikon D3000 10.2-MP DSLR camera with DX-format sensor and 3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR Image Stabilization Lens</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sony Handycam Camcorder DCR-SX85</td>
			<td>Amazon.com</td>
			<td>DCR-SX85</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NI LabView</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>Student Version</td>
			<td>Used for instrument control and interfacing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB Student Version (MATLAB_R2014a)</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td>Student Version&#160;</td>
			<td>Used for data post-processing including image processing</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

wind tunnel experiments to study chaparral crown fires

בפרוטוקול הנוכחי מציג טכניקה מעבדה שנועדה ללמוד שפרל הכתר באש הצתה וכפולה. הניסויים נערכו מהירות נמוכה אש מנהרת איפה נבנו שתי שכבות נפרדות של דלק כדי לייצג דלקים משטח והכתר ב שפרל. Chamise, שיח שפרל נפוצות, מורכבת השכבה הכתר בשידור חי. שכבת פני השטח של דלק מת נבנה עם אקסלסיור (עץ גרוסים). פיתחנו מתודולוגיה כדי למדוד את אובדן מסת, טמפרטורה, להבה גובה עבור שתי שכבות דלק. צמדים תרמיים להציב אותם בכל טמפרטורה שכבה מוערך. מצלמת וידאו שנתפסו על להבה גלויה. שלאחר עיבוד של הדמיה דיגיטלית הניב להבה מאפיינים כולל הטיה גובה ולהבה. מכשיר אובדן מסת הכתר מותאם אישית שפותחו למדוד את האבולוציה של המסה של השכבה הכתר במהלך הכוויה. אובדן מסת ומגמות טמפרטורה השיג בעזרת הטכניקה התאימה התאוריה ומחקרים אמפיריים נוספים. במחקר זה, אנו מציגים הליכים ניסיוני מפורטים ומידע אודות המכשור המשמש. תוצאות מייצג שיעור אובדן מסת הדלק ואת הטמפרטורה להגיש בתוך המיטה דלק כללו גם ודן.

כתר ונתונים גובה פני השטח להבה התקבלו מתוך נתוני וידאו. מגמות גובה הלהבה טיפוסי לניסויים מוצג באיור 6. התנהגות גובה הלהבה נסעו בו נמצאו ב- Sun. et al. 14
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig6.jpg"> 
איור 6: ...

Watch this Scientific Journal Video about Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires at JoVE.com

Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires

פרוטוקול זה מתאר מנהרת רוח ניסויים שנועדו ללמוד את המעבר של אש מעל פני האדמה החופה של שפרל שיחים.

מנהרת רוח ניסויים ללמוד שפרל הכתר שריפות

The present protocol presents a laboratory technique designed to study chaparral crown fire ignition and spread. Experiments were conducted in a low ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

אפיון של פני שטח על ידי שינויי Interferometry אור הלבן: יישומים ביון יורקת, אבלציה ליזר, וניסויי Tribology

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. ...

Fast Imaging Technique to Study Drop Impact Dynamics of Non-Newtonian Fluids

טכניקת הדמיה מהירה ללמוד טיפת השפעת דינמיקה של נוזלים ללא הניוטונית

In the field of fluid mechanics, many dynamical processes not only occur over a very short time interval but also require high spatial resolution for ...

Flame Experiments at the Advanced Light Source: New Insights into Soot Formation Processes

ניסויי להבה במקור האור מתקדם: תובנה חדשות על תהליכי היווצרות פיח

The following experimental protocols and the accompanying video are concerned with the flame experiments that are performed at the Chemical Dynamics ...

Using Microwave and Macroscopic Samples of Dielectric Solids to Study the Photonic Properties of Disordered Photonic Bandgap Materials

שימוש במיקרוגל ודוגמאות מקרוסקופית של דיאלקטרי מוצקים לחקר מאפיינים פוטוניים של הפרעות חומרי bandgap פוטוניים

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). ...

Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer

ניסויים בUltrasonic שימון שימוש Tribometer סייע-Piezoelectrically וProfilometer האופטי

Friction and wear are detrimental to engineered systems. Ultrasonic lubrication is achieved when the interface between two sliding surfaces is vibrated at ...

Visualizing Hyporheic Flow Through Bedforms Using Dye Experiments and Simulation

חזותי Hyporheic לזרום דרך Bedforms שימוש ניסויי דיי וסימולציה

Advective exchange between the pore space of sediments and the overlying water column, called hyporheic exchange in fluvial environments, drives solute ...

A Robotic Platform to Study the Foreflipper of the California Sea Lion

פלטפורמה רובוטית לחקר Foreflipper של אריה ים קליפורני

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most ...

Scanning SQUID Study of Vortex Manipulation by Local Contact

סריקת לימוד SQUID של מניפולציה וורטקס ידי לתקשר מקומי

Local, deterministic manipulation of individual vortices in type 2 superconductors is challenging. The ability to control the position of individual ...

Measurements of Waves in a Wind-wave Tank Under Steady and Time-varying Wind Forcing

מדידות של גלים בתוך מיכל גל תחת רוח יציב ולא משתנה הזמן מכריח

This manuscript describes an experimental procedure that allows obtaining diverse quantitative information on temporal and spatial evolution of water ...

Conducting Elevated Temperature Normal and Combined Pressure-Shear Plate Impact Experiments Via a Breech-end Sabot Heater System

ניצוח גבוהות בטמפרטורה רגילה, בשילוב לחץ-הטיה צלחת ההשפעה ניסויים באמצעות מערכת החימום Sabot עכוז-end

A novel approach for conducting normal and/or combined pressure-shear plate impact experiments at test temperatures up to 1000 &#176;C is presented. The ...