Väitös rakennustekniikasta, MSc Soroush Rashidzadeh

Väitöskirjan nimi: Numerical Modelling of Spectral and Turbulence Effects on Gas-Phase Radiative Heat Transfer in Fires

Väittelijä: Soroush Rashidzadeh
Vastaväittäjä: Prof. Jean-Louis Consalvi, Aix-Marseille University, Ranska
Kustos: Prof. Simo Hostikka, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu 

Tulipalot vapauttavat suuria määriä lämpöä säteilyn muodossa, mikä vaikuttaa merkittävästi liekkien leviämiseen, rakenteiden kuumenemiseen sekä ihmisten ja materiaalien altistumiseen palolle. Säteilyn aiheuttaman lämmönsiirron tarkka ennustaminen on keskeistä paloturvallisen suunnittelun, pelastustoiminnan suunnittelun ja palosimulointien kehittämisen kannalta. Nykyiset palomallinnustyökalut perustuvat kuitenkin yksinkertaistettuihin menetelmiin, jotka eivät täysin kuvaa säteilyn käyttäytymistä kuumissa ja turbulenttisissa liekeissä.

Tämän väitöstutkimuksen tavoitteena oli kehittää entistä tarkempia ja fysikaalisesti realistisempia menetelmiä paloympäristöissä tapahtuvan säteilyn emission ja absorption mallintamiseen. Tutkimuksessa kehitettiin uusia edistyneitä säteilymalleja, joita testattiin erittäin tarkkoja vertailulaskelmia ja kokeellista palodataa vasten. Nämä mallit toteutettiin laajasti käytettyyn Fire Dynamics Simulator (FDS) -laskentaohjelmistoon, jota hyödynnetään kansainvälisesti paloturvallisuustekniikassa ja tutkimuksessa. Tulokset osoittivat, että uudet menetelmät ennustavat säteilyn aiheuttamaa lämmönsiirtoa luotettavammin kuin perinteiset yksinkertaistetut lähestymistavat, erityisesti tilanteissa, joissa palossa esiintyy useita lämpötila-alueita ja eri mittakaavoja.

tuloksia voidaan hyödyntää paloturvallisuustekniikassa, suoritusperusteisessa rakennussuunnittelussa sekä suurten palojen, kuten allaspalojen ja teollisuusonnettomuuksien, analysoinnissa. Säteilyn mallinnuksen parantaminen mahdollistaa tarkemmat arviot lämpöaltistuksesta, paremman palovaarojen arvioinnin ja lopulta turvallisemmat rakennukset ja infrastruktuurin.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tämä väitöstutkimus vahvistaa palomallinnuksen tieteellistä perustaa esittelemällä uusia menetelmiä, jotka yhdistävät yksityiskohtaisen fysikaalisen teorian ja käytännön insinöörisimuloinnit. Tulokset edistävät luotettavampien laskennallisten työkalujen kehittämistä palojen tutkimiseen ja tukevat turvallisempien palontorjuntastrategioiden kehitystä tulevaisuudessa.

Avainsanat: Säteilyn lämmönsiirto, spektrinen mallinnus, turbulenssin ja säteilyn vuorovaikutu

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): Aalto-yliopiston riiputussivu.

Yhteystiedot: soroush.rashidzadeh@aalto.fi