Etude d’un feu dans un ensemble de locaux ventilés...
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Etude d’un feu dans un ensemble de locaux ventilés mécaniquement Utilisation du code incendie SAFIR Equipe Dynamique des Feux IUSTI Equipe Dynamique des Feux IUSTI B. Kadoch , A. Kaiss, Y. Pizzo, B. Porterie IUSTI(CNRS/Univ. Provence)/ETiC, Marseille,France Equipe DGA Tn C. Lallemand, N. Sardoy Dga Techniques Navales, Toulon, France
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Etude d’un feu dans un ensemble de locaux ventilés mécaniquement
Utilisation du code incendie SAFIR
Equipe Dynamique des Feux IUSTIEquipe Dynamique des Feux IUSTIB. Kadoch , A. Kaiss, Y. Pizzo, B. PorterieIUSTI(CNRS/Univ. Provence)/ETiC,Marseille,France
Equipe DGA TnC. Lallemand, N. SardoyDga Techniques Navales,Toulon, France
IntroductioIntroductionn
Feux dans des structures compartimentées:
� Bâtiment� Transports aéronautique, ferroviaire et maritime� Industrie, nucléaire en particulier
Diapositive N°2B.Kadoch , CFM 2013, Bordeaux, 26 Août 2013
� Industrie, nucléaire en particulier
� Problèmes multi-échelles et multi-physiques� Utilisation des codes incendie
SAFIRSAFIR: : caractéristiquescaractéristiques
� 2-Dim et 3-Dim� Stationnaire ou transitoire� Ecoulement à une phase ou multiphasique (gaz/liquide/solide)� Transfert de chaleur incluant la conduction dans des matériaux multi-
Diapositive N°3B.Kadoch , CFM 2013, Bordeaux, 26 Août 2013
� Transfert de chaleur incluant la conduction dans des matériaux multi-couches
� Réactions chimiques dans la phase gazeuse� Laminaire ou turbulent� Dégradation thermique (pyrolyse) et combustion des combustibles
solides (matériaux composites, revêtement ,…..) � Interactions fluides-structures : parois, obstacles internes, îles, etc.
SAFIR SAFIR : : soussous--modèlesmodèles
� Turbulence : k-ε STD, RNG k-εεεε + effets de flottabilité
� Combustion Turbulente :� Fraction de mélange� Eddy-Break-Up + limite cinétique
� 1 step reaction (fuel + O2 � CO2 + H2O)� 2 step reactions (fuel + O2 � CO + H2O)
Diapositive N°4B.Kadoch , CFM 2013, Bordeaux, 26 Août 2013
� 2 step reactions (fuel + O2 � CO + H2O)(CO + O2 � CO2)
� Transport de pdf� Limites d’inflammabilité
� Rayonnement à plusieurs phases (suie/gaz/phase de dispersion)�Formation de suie: nucléation, croissance de la surface, coagulation et
oxydation)
� Modèle de pyrolyse (séchage, pyrolyse, combustion du carbone)
SAFIR : SAFIR : procédure numériqueprocédure numérique
� Equations gouvernantes:� Méthode des volumes finis Fully implicit *� Terme de Convection/diffusion: schéma de discrétisation de
Upwind à ULTRAQUICK (+TVD limiter)� Algorithme pour le couplage Pression-vitesse : from SIMPLE
à Iterative PISO
� Système de coordonnées : Cartésien ou BFC (adapté à la géométrie)
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� Système de coordonnées : Cartésien ou BFC (adapté à la géométrie)
� Conditions aux limites: débit massique, pression, source de chaleur, surface de solide, etc.
� Méthode des régions bloquées pour le traitement des régions solides(parois, partitions, obstacles internes, soffite, etc.)
*Fully implicit: Le domaine de calcul inclut à la fois les régions solides etgazeuses. Ce qui signifie que le schéma numérique est modifié pourrendre dynamiquement inactive les régions solides avec les bonnesconditions à l’interface (rayonnement, turbulence, chimie, etc.) pourn’importe quelle surface solide
SAFIR: applicationsSAFIR: applications
�Feux et mouvement des fumées dans des espaces confinées, e.g. un ou plusieurs compartiments
�Comportement des Feux de forêts (e.g. fuel-break efficiency, problème à l’interface forêt/habitat)
Diapositive N°6B.Kadoch , CFM 2013, Bordeaux, 26 Août 2013
�Interaction Feux/spray
� Feux de structures ou feux secondaires (parois, cibles,...)
SAFIR: PRISME SAFIR: PRISME INTEGRAL 4INTEGRAL 4
Géometrie:
4 Locaux
3 pièces L1, L2, L3: 6mx5mx4m
Un Corridor L0: 15,6mx2,5mx4m
Isolation thermique des locaux:
Parois en béton (épaisseur: 0.3m)
ConfigurationConfiguration
Diapositive N°7B.Kadoch , CFM 2013, Bordeaux, 26 Août 2013
Parois en béton (épaisseur: 0.3m)
Isolation: panneaux de laine de roche (50mm ou 30mm d’épaisseur)
Isolation différente suivant les locaux
Réseau de Ventilation:
2 admission et 1 Extraction
Fuel: nappe liquide de C12H26
Débit de pyrolyse: données expérimentales
t=1000s
SAFIR: PRISME SAFIR: PRISME INTEGRAL 4INTEGRAL 4ConfigurationConfiguration
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Exp.SafirL1/L2 DOOR L0/L2 DOOR
SAFIR: PRISME SAFIR: PRISME INTEGRAL 4INTEGRAL 4h=1.75 m
h=1.75 m
h=1.05 m h=1.05 m
h=0.35 m
Diapositive N°12B.Kadoch , CFM 2013, Bordeaux, 26 Août 2013
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L2/L3 DOOR
Température du gaz Température du gaz ((°°C) C) Sous les portesSous les portes
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C
Exp.Safir3dL1 CC L0 CC
SAFIR: PRISME SAFIR: PRISME INTEGRAL 4INTEGRAL 4
h=3.90 mh=3.90 m
h=2.05 m
h=2.05 m
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Exp.Safir3d
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Temps
Température du gaz (Température du gaz (°°C)C)
h=3.90 m
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Temps
Exp.Safir3d
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L2 NE L3 SW h=3.90 m
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Exp.Safir
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SAFIR: PRISME SAFIR: PRISME INTEGRAL 4INTEGRAL 4
Vitesse Uz Vitesse Uz
h=1.75 m
h=1.05 m
h=0.35 m
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L2/L3 DOOR
Vitesse Uz Vitesse Uz (m/s) (m/s) Sous les portesSous les portes h=1.75 m
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Exp.Safir
L1/L2 DOOR L0/L2 DOOR
SAFIR: PRISME SAFIR: PRISME INTEGRAL 4INTEGRAL 4
O2
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Temps (s)
Exp.Safir
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Temps (s)
0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Temps (s)
L2/L3 DOOR
Concentration CO2/O2 Concentration CO2/O2 (%Vol) (%Vol) Sous les portesSous les portes
O2
CO2
ConclusionConclusion
� PRISME INTEGRAL 4: Très bon accord entre les données expérimentales et numériques obtenues avec SAFIR jusqu’à t=1200s. Un nouveau modèle de combustion est testé pour inclure les conditions d’un feu sous-ventilé (modèle à deux étapes avec limite d’inflammabilité) due à un accroissement du HRR après 1200s.
Diapositive N°16B.Kadoch , CFM 2013, Bordeaux, 26 Août 2013
