Onderzoekers van de afdeling Fire Protection Engineering (FPE) van de University of Maryland hebben een recensie gepubliceerd van 'vuurwervelingen' - een krachtige draaikolk van wervelende vlammen, vaak de vernietigende kracht bij stads- en natuurbranden – in de Jaaroverzicht van vloeistofmechanica . hun grootte, onvoorspelbare natuur, en het vermogen om brandende sintels voort te stuwen (d.w.z. firebrands) ver in de lucht bieden vele redenen om ze te bestuderen, toch worden deze wervelende vlammen nog steeds slecht begrepen.

De recensie – co-auteur van FPE-postdoc Ali Tohidi en Huahua Xiao, een onderzoeksmedewerker van de afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek (LR) - bestrijkt de ontwikkeling van het veld, huidige begrip, en een toekomstige richting voor onderzoek.

Het artikel begint met een overzicht van de invloedrijke factoren die de dynamiek van vuurwervelingen bepalen, zoals windsnelheid, temperatuur, circulatie effecten, en brandstofsoort. Vuurwervelingen worden typisch gevormd in het laboratorium door muren of ventilatoren; echter, verschillende omstandigheden zijn waargenomen om vuurwervelingen in de natuur te vormen, waar ze meer dan 1 kunnen bereiken 000 voet hoog met temperaturen boven de 2, 000 graden Fahrenheit. Veelvoorkomende omstandigheden voor de vorming van vuurwervelingen zijn wind boven een L-vormig vuur, aan de beschutte kant van een helling, en stroomafwaarts van een grote vuurpluim. Er zijn drie criteria essentieel voor de vorming van alle wervelingen:een vuurbron, een wervelend mechanisme (zoals wind of obstakels), en een wrijvingskracht aan de onderkant voor grenslaagvorming.

Circulatie - een maat voor de rotatie van vloeistofdeeltjes (binnen een gesloten contour) rond hun massamiddelpunt - is de belangrijkste factor die vuurwervelingen veroorzaakt, afgezien van niet-wervelende branden. In een vuurkolk, de hoogte van de vlammen en de brandsnelheid van het vuur nemen dramatisch toe - de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor deze kenmerken staan ​​nog steeds ter discussie. Bovendien, het bereik van omstandigheden die verantwoordelijk zijn voor het vormen van vuurwervelingen is nog niet volledig begrepen.

"Hoewel deze publicatie een breed overzicht van het veld heeft gegeven, nodig voor toekomstige ontwikkeling, " zei Michael Gollner, FPE universitair hoofddocent en hoofdonderzoeker (PI) over de review, "er moet nog veel worden gedaan om te begrijpen hoe vuurwervelingen ontstaan, hun innerlijke structuur, en de effecten van de rol die ze spelen tijdens extreme branden."

Tohidi heeft toegevoegd, "Het meest opwindende aan deze recensie zijn de talrijke mogelijkheden voor toekomstig onderzoek en ontwikkeling. Toepassing van nieuwe numerieke modellen zal onze ogen openen voor alle fascinerende mechanismen die optreden in vuurwervelingen, die in de toekomst kunnen worden gebruikt om hun intensiteit te benutten voor een efficiëntere verbranding."

De 'blauwe werveling, ' een recente ontdekking in de UMD A. James Clark School of Engineering, biedt precies zo'n kans. Ciao, Gollner, en Elaine Oran (hoogleraar LR) ontdekten het roetvrije fenomeen, die het gebruik van vuurwervelingen inspireerde om een ​​efficiëntere oplossing te bieden voor de sanering van olievlekken en, mogelijk, schone verbranding. Als deze vorm van verbranding op grotere schaal zou kunnen worden gerepliceerd, het zou de efficiëntie van het direct verbranden van vloeibare brandstoffen aanzienlijk kunnen verbeteren. Gollner en Oran hebben onlangs financiering ontvangen van het Bureau of Safety and Environmental Enforcement (BSEE) Oil Spill Preparedness Division om hun onderzoek naar brandwervelingen, specifiek voor de sanering van olievlekken, voort te zetten.