Dynamic modelling of fire spread across a fuel bed

Abstract

The analysis of laboratory fire experiments led to the development of a reaction-diffusion model for the spread of fire across a fuel bed in windless and slopeless conditions. A method for the determination of coefficients in this model based on the dynamic features of a spreading fire is given. The numerical study of the mathematical problem proposed allows us to predict the rate of spread, the fire front perimeter and the temperature distribution for line-ignition and point-ignition fires. These results are compared with success to experimental data. Furthermore, the model allows us to estimate the acceleration of spread for a point-ignition fire in its initial stage and in the steady-state phase.

Résumé

Une analyse menée sur des expériences de laboratoires nous a permis de proposer un modèle de réaction-diffussion pour la propagation du feu sans vent et sans pente au travers d’une litière. Une méthode d’identification des coefficients du modèle, à partir des caractéristiques dynamiques de la propagation du feu, est donnée. L’étude numérique du problème mathématique nous permet de prédire la vitesse de propagation, le périmètre du front de feu et la température dans le domaine d’étude pour des allumages en ligne et pour des allumages ponctuels. Ces résultats sont comparés avec succés à des données expérimentales. De plus, nous sommes aussi en mesure de décrire l’accélération du front de feu dans les premiers instants suivant un allumage ponctuel.