Какой Новый год может обойтись без шампанского и залпов фейерверков? Фейерверки, эти предшественники ракетной техники, восхищают зрителей вот уже почти два тысячелетия!
Иногда клубы дыма не дают в полной мере насладиться всей красотой и великолепием фейерверка
Несмотря на богатую историю, каждый год производители стараются сделать новый шаг в пиротехническом искусстве. В результате фейерверки становятся всё более сложными, красочными, яркими и громкими. Но чем громче взрыв и ярче огни, тем больше дыма — и это замечают зрители. При безветренной погоде клубы дыма остаются на месте, скрывая огни фейерверков, а при ветре – могут окутать зрителей и испортить всё удовольствие. Уменьшить дымообразование можно, усовершенствовав химию горения при помощи компьютерного моделирования.
Моделирование процесса горения фейерверков для уменьшения дымообразования
Химические расчёты процессов горения фейерверков позволяют уменьшить дымообразование и обеспечить яркое зрелище
Для прогнозирования распределения размера частиц и плотности образующегося пиротехнического дыма можно проводить физические испытания, но это очень сложно, трудозатратно и дорого.
Чтобы сделать фейерверк ещё более зрелищным без увеличения дымообразования, необходимо понимать химические и физические процессы горения, формирующие облако дыма (в частности, образование побочного продукта горения пиротехнических изделий – частиц калиевой соли).
Программный продукт Ansys Chemkin-Pro, который обычно используется для расчётов процессов горения, идеально подходит для этой задачи. Его часто используют для оценки образования сажи в двигателях внутреннего сгорания. И хотя сажа является продуктом неполного сгорания углеводородов, а пиротехнический дым состоит из частиц калиевой соли, общий процесс расчёта аналогичен. Вы можете создать кинетические модели химических реакций, ввести их в программный продукт Chemkin-Pro и получить прогноз размеров, количества, плотности и распределения частиц дыма при помощи встроенной системы отслеживания частиц.
Чтобы узнать о том, как профессор Мицуо Коши (Mitsuo Koshi), известный химик-кинетик и председатель комитета фестиваля фейерверков в Японии, разработал метод расчёта, который позволил уменьшить дымообразование на 90%, ознакомьтесь со статьёй: Rewriting the Formula for Fireworks (на английском языке).
Яркого вам, счастливого и безопасного Нового года!
Источник: ansys.com
Автор: Bill Kulp
Компания Софт Инжиниринг Групп, дистрибьютор американской компании Ansys Inc. в Украине, осуществляет поставку лицензионного программного обеспечения всей линейки программных продуктов Ansys и проводит сертифицированные курсы обучения программных продуктов Ansys. Оставляйте свои вопросы, комментарии и предложения под статьей или напишите на электронную почту info@soften.com.ua, Facebook https://www.facebook.com/softenukraine Также информируем, что у вас есть возможность посмотреть вебинары в записи. Для этого необходимо зайти по ссылке на наш YouTube канал и выбрать плейлист (Ansys Вебинары/Обзоры).
