著者は、ベンジャミン ・ Sommerkorn、ガブリエル ・ デュポン、ジェイク Eggan、ここで示した実験と Chirawat Sanpakit を認めたいと思います。ジャネット Cobian Iñiguez は、NASA MUREP 制度研究の機会 (ミロ) 許可番号 NNX15AP99A によるサポートを認めています。この作品は、米国農務省森林サービス、PSW 研究所およびカリフォルニア大学リバーサイド間の協定により米国農務省/USDI 国立消防計画に資金を供給されました。

注意: 次のプロトコルのいくつかの手順を伴う損傷を引き起こす可能性のある活動、必ず火を含む確立された安全プロトコルに従って適切な個人用保護具 (PPE) を使用耐熱服と保護眼鏡。
 1 クラウン燃料ベッド負荷セル計測セットアップ <ol><li>変更 4 C-クランプ クランプでピン穴をデュアル スプリング ゲート カラビナ (材料の表 を参照) をアタッチすることにより &#39; s ネジ端 (を参照してください。 図 2)。クラウンの燃料ベッドを中断する、カラビナを使用します</li>。
	<li>風洞フレームの上の部分に各ロードセルひずみゲージを貼付 C-クランプの異なるセットを使用して ( 図 2 を参照).</li>
	<li>アタッチは、ぶら下がっているカラビナ付きひずみゲージ細胞の自由端に C クランプを変更しました。チェーンを付けるクラウン燃料ベッドのためのプラットフォーム</li>。
	<li>風洞フレームからクラウンの燃料ベッドのプラットホームを中断するには、カラビナにクラウン燃料ベッド鎖のそれぞれを接続します</li>。
	<li>4 つのロードセルのそれぞれが完全にマウントされているし、データ集録に使用されるホイートストン ブリッジの配線に接続燃料ベッドに接続されています。火断熱材、火の避難所に使用する種類のようで、ロードセルをカバーします</li>。
</ol> <img alt="Figure 2"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56591/56591fig2.jpg"/> 図 2: 風洞クラウン燃料ベッド負荷セル インストルメンテーション。(、) クラウン燃料ベッドをサポートするカラビナとクラウンの燃料ベッド チェーンと風洞正面変更 C クランプ (b)。(c) 負荷セル C クランプを使用して風洞フレームに接続されています。<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig2large.jpg"target="_blank"> この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
 2 します読み込むセル校正 注: 負荷細胞によって生成される信号を通じて等価質量に変換: <img alt="Equation 2"src="/files/ftp_upload/56591/56591eq2.jpg"/> 。
V は通常の単位はミリボルト、A と B の信号、較正、未定定数、m はグラムの質量を表します。式 (2) のすべてのパラメーターは、このプロトコルではクラウンの質量計測器の開発カスタム計測器制御インタ フェースを通じて取得されます。ときシステム、精密重量を使用して最初、ロードセル信号を調整する使用されます。校正定数 A および B が取得するはこれらの精度の重みの負荷を測定する際に発生する信号に基づいています。 定数から計算されます: <img alt="Equation 3"src="/files/ftp_upload/56591/56591eq3.jpg"/> m t は、試験精度重量質量 w はした信号、おもり w、o、信号に対応するのに対し、ロードセル式生産重量をロードセルに適用しない場合。
<ol><li>最初のロードセルを校正定数 A、フック精密重量 (良い範囲は 200-500 g になる) を取得します。式 (3) では、パラメーター m t と精度の重みの質量を使用します</li>。
	<li>が 図 3 b で示すように、入力 # フィールドを使用して 128 に負荷セル利得を設定 i.1。これは、デバイスで許容される最大値に対応します</li>。
	<li>は、楽器のインターフェイス (を参照してください 図 3 b, i2) から出力 0 で信号出力を読み取る。これは式 (3) のパラメーター w.</li>
	<li>フック重量を楽器のインターフェイス ( 図 3 b, i2) に表示される新しい値を読みます。これは、パラメーター w、o</li>。
	<li>計算パラメーターに基づいて A (m t , w w、o) ステップ 2.4 2.1 と表示式で得られる</li>。
	<li>コント ローラー インターフェイスで各センサーの 0 M 値と の 値が前の手順で取得したチャンネルを入力します</li>。
	値を読みオフセット値、B を見つける <li>すべての重みを削除、&#39; 出力校正 (g) &#39; ボックス ( 図 3 c 、i2 を参照)、この値を-1 で乗算します。結果の値は定数 B、この数値を入力、&#34; 追加 &#34; Ch 0 A ボックス (参照してください 図 3 c i.3).</li>
	<li>燃料と燃料ベッドを読み込むに進みます; (0、1、2、3) 各ロードセルの 2.3 2.8、手順、システムが完全にキャリブ レートされています</li>。
</ol> <img alt="Figure 3"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56591/56591fig3.jpg"/> 図 3: 計測器制御インタ フェース データ入力ロードセルの手順キャリブレーション。(する) ブリッジの初期セットアップ」ウィンドウでセットアップを得るため、負荷セル校正 (c) ウィンドウのための負荷セル校正ウィンドウ (d) の第 2 段階の最初の段階の最後のボックス (b)] ウィンドウを有効にします。ステージ負荷セル校正のファイルをここに保存され、データ ・ ログが開始されました。<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig3large.jpg"target="_blank"> この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
 3 準備のシャパラルとエクセルシ オール燃料ベッド 注: 各実験ライブ chamise、エクセルシ オール (細切りアスペン木材) の 0.5 kg 2 kg を使用。。
<ol><li>燃料が燃焼するために収集の山から燃料 (3-4 本) のいくつかの 1 パイント瓶を収集します。
	<ol><li>オーブン乾燥試料に同胞とディーンによって線引き手順に従い、燃料水分コンテンツ 30 を取得します</li>。
	</ol></li> <li>死んだ材料と 1/4 インチ径より大きい分岐材料を削除する最近収穫 chamise のバンドルからの個々 の枝をトリミングします。計量容器に残りのライブ燃料物質を配置します</li>。
	<li>は、トリミングされた chamise、エクセルシ オールの電子スケールを使用しての 0.5 kg 2 kg を選択します。場所風洞階表面燃料ベッド プラットフォームにエクセルシ オールの 0.5 kg バルク密度ができるだけ均一であることを確保します。知られている地域の深さ上のエクセルシ オールの既知の量を置くことによってこれを行うにします</li>。
	<li>プル離れて (綿毛) それは容易に燃焼されますのでその密度を小さく圧縮されたエクセルシ オール。 温の燃料のベッドを作成するロードセルからぶら下がっているプラットフォーム上にトリミングされた chamise の 2 kg をロードします。均等に均一燃料ベッドを生成するプラットフォーム全体に chamise 枝を広がっています</li>。
</ol> 4。熱電対配置 注: K 型熱電対は、両方の燃料のベッドの温度を測定する使用されます。データはカスタム グラフィカル ユーザーに制御データ収集システムを通じて収集したインターフェイス (コント ローラー設計ソフトウェアのための材料の表を参照してください)。熱電対をお勧めします24 AWG 電 0.9 の応答時間は、使用米
<ol><li>16 のアレイ接続 24 AWG 熱電対 (導体径: 0.51054 mm) データロガーに (応答時間: 0.9 s).</li>
	<li>は、クラウンの燃料層に 6 熱電対を挿入します。これらの熱電対 20 cm 離れてを置き、熱電対の枝との接触を避けます。燃料の表面層に 10 の熱電対を挿入します。これら表面燃料熱電対 10 cm 離れて置き、枝 (参照してください 図 4) 熱電対の接触を避ける</li>。
	<li>をクリックしてデータ ・ ログをアクティブにする、&#34; 開始 &#34; 熱電対コントロール ソフトウェア インターフェイスのボタン</li>。
</ol> <img alt="Figure 4"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56591/56591fig4.jpg"/> 図 4: 表面とクラウンの燃料の図熱電対アレイのベッド場所。ここで 6 熱電対は、クラウンの燃料層 20 cm 離れてお互いに挿入されました。10 熱電対は、表面の燃料層 10 cm に挿入されました。<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig4large.jpg"target="_blank"> この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
 5。 イメージ取得セットアップ 風洞ウィンドウの上部 10 cm 間隔の赤いマークは、<ol><li>マウント視覚参照ターゲット。実験ビデオからの炎の高さを決定するための参照としてこのターゲットを使用します 。
	注: サンプル火炎高さは 図 5 に記載しています</li>。
	<li>セットアップ写真データのコレクションです。燃料ベッドエリアと同様、全体の垂直参照対象をキャプチャするためにカメラのフォーカスを調整する風洞テスト領域に焦点を当てています</li>。
	<li>セットアップ ビデオ カメラのデータのコレクション。風洞テスト セクションの完全なビューを提供するために壁に普遍的なカメラの壁のマウント ビデオ カメラをマウントします</li>。
</ol> <img alt="Figure 5"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56591/56591fig5.jpg"/> 図 5: 典型的な実験からサンプル炎ハイツの写真。赤いマーキングの青視対象は実験ビデオからの炎の高さを決定するための参照として機能します。<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig5large.jpg"target="_blank"> この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
 6。 フロー設定 注: 風洞は可変速ファンを搭載。風洞実験における気流を以前ファンの速度を調整しています。希望の風の速度を達成するために (Hz) のファンの回転速度が選択されます。現在の実験では風と 1 m/s の風流れのケースを調べたない。
<ol><li>は、スピード コント ローラーで 1 m/s にファン速度を設定します。ファンが正常に動作していることを確認するを有効にします</li>。
	<li>ファンをオフにします。使用できるようになっています 。
	注: 書き込み建物は、作業スペースから煙を避難させている間火災実験を安全に行うに設計されています。誤警報の発生を排除するために実験が行われていることを地元の消防当局に通知します</li>。
	<li>屋根通気口が煙避難のための唯一の可能な出口であることを保障する建物のすべてのドアを閉じる</li>。
	<li>空気の供給をオン ファン床レベルで建物の外から新鮮な空気をもたらす。屋根通気孔を介して煙を避難する排気ファンをオンにします 。
	注: これは低速度、微妙な圧力差により垂直に上昇建物と屋根の開口部の外から大量の空気の流れを確立します</li>。
	<li>各実験の前に周囲の空気の温度と相対湿度を測定する湿球湿度計を使用します</li>。
</ol> 7。点火 (実装する同時に手順 8) 注: 点火プロセスは点火の乗組員メンバーによって次のように行われるべき。2 番目のクルー メンバーが点火中にテスト付近まま勧め安全性が向上します。
<ol><li>指示されたときに &#39; に火を付ける &#39;、変性エチルアルコールとエクセルシ オールの表面燃料ベッドのリーディング エッジを浸します。点火ゾーンからアルコール ボトルを置き、ブタンのトーチを使用すると、燃料ベッドのリーディング エッジに平行な線で表面燃料ベッドの端に火を付けます。アルコールに浸した燃料は容易に発火として観察される</li>。
	<li>燃料ベッドが点火されて、一度テスト セクションを出るし、トンネルのドアを閉じます。風は、実験のために必要がある場合は風洞のファンをオンにします</li>。
</ol> 8。実験的実行を開始 注: が正しくセットアップされて実験、検証する時にカメラを起動する。
<ol><li>を記録するビデオカメラを有効にします</li>。
	<li>試験番号/コード、日付、および実験構成ビデオ カメラのマイクは、この情報を記録、声を出して話す</li>。
	<li>カチカチいう音によってデータのロギングを開始するコンピューターの乗組員に指示する、&#34; のデータ ・ ログを有効にする &#34; 計測器制御インタ フェースのオプション ( 図 3 d を参照してください i.1)。燃料を点火するため点火人を指示します。一度点火の乗員は、風洞ファンを開始する風の乗組員を指示する風洞実験を終了します。これは実験の開始時間がゼロになります (t = 0) です</li>。
</ol>

<ol>
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H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fire+spread+in+chaparral+-+A+comparison+of+laboratory+data+and+model+predictions+in+burning+live+fuels.">Fire spread in chaparral - A comparison of laboratory data and model predictions in burning live fuels.</a> Int. J. Wildl. Fire. 25 (9), 980-994 (2016).</li><li>Omodan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fire Behavior Modeling - Experiment on Surface Fire Transition to the Elevated Live Fuel A. , (2015).</li><li>Mulvaney, J. J., Sullivan, A. L., Cary, G. J., Bishop, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeatability+of+free-burning+fire+experiments+using+heterogeneous+forest+fuel+beds+in+a+combustion+wind+tunnel.">Repeatability of free-burning fire experiments using heterogeneous forest fuel beds in a combustion wind tunnel.</a> Intl J Wildl Fire. 25 (4), 445-455 (2016).</li></ol>

著者が明らかに何もありません。

実験を通して高い燃料の質量を測定する能力は、ここで示した手法の主な利点の 1 つでした。シャパラル火災に対処前の研究は、いずれかのみの王冠火開始か広がり、表面が、両方ではなくにのみに焦点を当てています。このような研究は樹冠層の点火の可能性を定量化しているし、今後の作業23のための広がりの研究を残しています。私たちの方法論の質量損失の測定温?...

カリフォルニア州は、2016 年に 6,986 原野火災、564,835 エーカー1、原価計算数百万の損傷のドルを消費し、何百もの人々 の健康を危険にさらすことの合計を経験しました。地方の地中海性気候のためこれらの火災の主要な燃料の源はシャパラル植生地域2です。茂みに延焼は、燃える主燃料は高架3クラウン火と見なすことができます。主にライブの樹冠層との共生、キャストの葉、枝、そしての下で、個々 の低木の間成長する草本植物から成っている死んでいる表面の燃料層です。火はより簡単に死んでいる表面の燃料層で開始されます。地表の火が点火すると、いったん火が火によって放出されるエネルギーが劇的に増加する樹冠層に移行します。シャパラル火災通常深い表面燃料4延焼としてモデル化が、一方、クラウンの火災でシャパラル火災の限られた研究を使用されています。

冠葉粒子形状を含む茂みに特性研究のほとんどが発生した亜寒帯の針葉樹林とは異なります。多数の実験室と野外スケール研究は野火ダイナミクス6,5,7,3,8,9,10 のさまざまな側面を検討しました。 ,11,12。実験のレルム内でいくつかの研究は、風などのパラメーターの影響を検討しているし、チャパラル クラウンの燃料性状火災性状。ロサノ7 , 王冠の特性は火 2 離散クラウン燃料ベッドの存在下で開始。Tachajapongらで3、分離面とクラウン層風洞内焼かれ、地表火が特徴づけられました。唯一クラウン火開始は完全に将来の仕事のための広がりの完全な分析を残して記述されていた。Li et al.11は、単一シャパラル低木火炎の伝播の報告。関連する仕事、クルスらに10,9は、針葉樹の葉表面延焼上の点火を予測するモデルを開発しました。シャパラル燃料の燃焼特性はバルク燃料の実験的研究で検討されている、個々 の葉13,14,,1516。デュピュイら13は、円筒バスケットで燃料の燃焼によってアカマツのカイガンシヨウの針とエクセルシ オールの燃焼特性を検討しました。彼らはこれらの燃料のことを観察、文学17,18以前報告されているように火炎高さが 5 分の 2 のべき乗を介して熱解放率に関連されました。らを太陽します。14カロリー 3 シャパラル燃料の燃焼特性を分析すると同様の円筒バスケットでシャパラル燃料: chamise (Adenostoma fasciculatum)、ソリチャ (ソリチャ crassifolius)、マンザニータ (ウワウルシ glandulosa)。
前述の研究からの結果によって動機付けられて、ここで我々 の目的は表面および低木の王冠の層に広がりを特徴付けるための方法論を提示します。さらに、表面樹冠層の相互作用の程度を決定する重要な特性のいくつかを明らかにしていきます。この目的に高低木燃料の延焼に原野表面燃料燃焼火災の垂直移行を研究する実験手法を開発しました。火災のこれらのタイプは、クラウニング、として知られている低木の王冠に火の翻訳は可能性があります適切な条件の下での持続的な拡散が続きます。一般的には、地形・気象・燃料19によってシャパラル火動作が決まります。風燃料5,3,8,20エネルギー解放率に影響を与えることが示されています。
多孔質燃料における火災延焼は、一連の遷移または成功21を越える必要がありますしきい値として見なすことができます。精力的に、燃料粒子点火する場合正常に酸素と反応するガスの混合物の結果を受信する熱の量。隣接する燃料粒子に点火燃焼粒子から熱場合結果炎が広がります。それは可燃性の燃料要素間のギャップを通過することができる場合、火が地面に します。地表の火の炎が低木および木の王冠に垂直方向に伝搬することができる場合、増加熱解放率を含む火災性状に大きな変化は燃料の可用性の向上による見受けられます。原野火災における熱エネルギー力学非常に大規模なからいくつかのスケールを網羅、必要とする化学スケール速度論的モデルをスケール メガ火災しばしば小さなの気候モデリングを必要とするような。ここでは、研究所風洞スケールの動作モデルを扱うサリバンらなど化学セルロースの燃焼研究、リーダーは呼ばれます22
2001 年以来、様々 な実験、研究室規模エネルギーしきい値23,8,24,25,26,のいくつかを行った27、茂みに関連付けられたライブの燃料に重点を置いています。屋外火災の測定よりリアルな結果が得られます、風洞の制御された環境できます各種のパラメーターの影響を描写。風を制御するたとえば、チャパラル クラウン火災火災イベントの典型的なドライバーのフェーン型風、サンタ ・ アナの風として知られているが南カリフォルニアなどの地域で発生するために特に重要です。ここで説明した方法論のための主要な動機は風の影響を研究するため、シャパラルの他の制御パラメーター延焼この試験、実験室スケールの風洞実験が行われました。リーダーはシルバーニら監督作品にここで示したものと同様28茂みに温度の測定を発生させます。延焼における風の効果をフィールド測定、モランディらをご覧下さい。29
シャパラル燃料の普及に影響を与えるいくつかのパラメーターを実験確率を定量化することで分析されています。火災の高い燃料ベッド8で成功に広がった。現在の実験的研究方法論を含みシャパラル クラウン火を勉強する開発モデル表面の燃料と低速風洞のテスト セクション内のクラウンの燃料によって 。表面の燃料は、エクセルシ オール (乾燥細切り木) でモデル化されます。表面燃料ベッドが標準スケール風洞の地上に置かれて (図 1参照)。クラウンの燃料ベッドを表す、chamise 燃料ベッド上に置かれた表面燃料ベッド風洞フレームにマウントされているプラットフォームから燃料を停止することによって (図 1参照)。温度と質量損失の測定の両方の燃料のベッドがインストルメント化します。炎の幾何学は、実験のビデオ録画から取得されます。測定パラメーターには、質量損失率、含水燃料および空気の相対湿度が含まれます。パラメーター制御された風の存在、表面の燃料とクラウン燃料ベッド間の距離と燃料の表面の存在。測定質量損失率として定義されている熱解放率の計算に使用できます。 
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq1.jpg"> どこh 、 m 、燃料燃焼の熱は、燃料の質量とtは時間。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig1.jpg"> 
図 1: 風洞実験のセットアップ。クラウンの燃料ベッド、表面燃料ベッドおよびトンネルのファンの場所は、便宜上ラベル付けされています。表面燃料ベッドは、標準的なスケール風洞のグランド レベルに配置されます。クラウンの燃料ベッドを表す、chamise 燃料ベッドは、風洞のフレームにマウントされているプラットフォームから燃料を中断することにより表面の燃料のベッドの上に置かれました。<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
実験は、チャパラル クラウン火災、特に点火、燃料消費率火炎フロント速度と拡散火炎伝播のメカニズムの動作を理解することに焦点を当てています。地表火とクラウン火の相互作用を研究して適用される風の流れのない表面とクラウンの燃料ベッドの 6 つの構成は、風洞で焼かれている: 王冠燃料だけと風 (2) なしと王冠を区切って燃料ベッドの表面風 (4) と 2 つの距離。6 実験授業と実験構成を表 1にまとめます。テーブル表面燃料ベッド パラメーターを表すかどうか表面燃料実験中に存在していた、風のパラメーターは、風の存在、クラウンの高さとクラウンの燃料ベッドの下と画面の下部との間の距離は、燃料のベッド。含水比は各実験のための測定が管理できません、最小値と最大値 18% から 68% であったに対し、平均燃費含水率は 48%。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>クラス</td>
			<td>表面燃料ベッド</td>
			<td>風</td>
			<td>クラウンの高さ</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A</td>
			<td>欠席</td>
			<td>無風</td>
			<td>60、70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B</td>
			<td>欠席</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60、70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C</td>
			<td>現在</td>
			<td>無風</td>
			<td>60 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D</td>
			<td>現在</td>
			<td>無風</td>
			<td>70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E</td>
			<td>現在</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F</td>
			<td>現在</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>70 cm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表 1: 実験構成します。ここで表面燃料ベッド パラメーターは、かどうか表面燃料実験中に存在していた、風パラメーターは、風の存在、クラウンの高さは、クラウンの燃料ベッドの下と表面燃料ベッドの下間の距離を示します。
電子スケール測定表面燃料質量と我々 は、樹冠層のカスタムの質量損失システムを開発しました。システムは、中断された燃料ベッドの各コーナーに接続されている各ロードセルの成っていた。消費者向けビデオカメラ記録ビジュアル炎;カスタム スクリプトを使用して、視覚的なデータの画像処理には、高さと角度などを含む燃焼特性が生成されます。RGB (赤/緑/青) は照度しきい値のプロセスを通して白黒にコーディングからビデオ フレームを変換するプログラムを開発しました。炎のエッジは、黒と白のビデオ フレームから得られました。最大火炎高さが火炎端の最高点として定義された、瞬時の炎の高さも得られました。イメージ、炎の高さは炎の最大垂直まで燃料ベッドのベースから測定しました。このプロトコル用に設計された計測器制御インタ フェースと同様に、すべての処理コードなされたここで著者によって利用できる、ソフトウェア アクセス サイトを通じて。24 h 内で実験的火傷を行いローカル ライブの燃料を収穫、水分の損失を最小化。熱電対アレイは、普及率の計算を有効にする風向角柱まわりの燃料ベッドの温度を記録します。図 1は、熱電対配置と一緒に燃料ベッド セットアップの図を示します。実験的プロトコルの詳細に従ってください。

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Wind Tunnel Instrumentation&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>cDAQ-9178 CompactDAQ Chassis</td><td>National Instruments</td><td>781156-01</td><td></td></tr><tr><td>NI-9213 C Series Temperature Input Module</td><td>National Instruments</td><td>785185-01</td><td></td></tr><tr><td>NI SignalExpress for Windows</td><td>National Instruments</td><td>779037-35&amp;nbsp;</td><td>Newest version, older version used for experiment</td></tr><tr><td>High Temperature Nextel Insulated Thermocouple Elements</td><td>Omega</td><td>XC-24-K-18</td><td></td></tr><tr><td>Thermocouple Extension Wire with Polyvinyl Coated Wire and Tinned Copper Overbraid</td><td>Omega</td><td>EXPP-K-24S-TCB-P</td><td></td></tr><tr><td>Ultra High Temperature Miniature Connectors</td><td>Omega</td><td>SHX-K-M</td><td></td></tr><tr><td>CompuTrac MAX 2000XL&amp;nbsp;</td><td>Arizona Instruments</td><td>MAX-2000XL</td><td>Discontinued, Newer Model Out</td></tr><tr><td>Kestrel 3000 Pocket Weather Meter</td><td>Nielsen-Kellerman</td><td>0830</td><td></td></tr><tr><td>Satorius CPA 34001S&amp;nbsp;</td><td>Sartorius</td><td>25850314</td><td>Discontinued Model</td></tr><tr><td>5 Kg Micro Load Cell (X4)</td><td>Robotshop.com</td><td>RB-Phi-118</td><td>Strain Gauge Load Cell</td></tr><tr><td>Phidget PhidgetBridge Wheatstone Bridge Sensor Interface</td><td>Robotshop.com</td><td>RB-Phi-107</td><td>Interfaces with 4 load cells, performs signal amplification</td></tr><tr><td>#2 Stainless S-Biner (X4)</td><td>Home Depot</td><td>SB2-03-11</td><td>Dual spring gate carabiners used to mount load cells</td></tr><tr><td>2 in. Malleable Iron C-Clamp</td><td>Home Depot</td><td># 4011</td><td>Used to mount load cells</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Personal Protective Equipment&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wildland Firefighter Nomex Shirt</td><td>GSA Advantage</td><td>SH35-5648</td><td></td></tr><tr><td>Fireline 6 oz Wildland Fire Pants</td><td>GSA Advantage</td><td>139702MR SEV16</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Fuels&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chamise</td><td>Collected in situ</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Natural Shredded Wood Excelsior &amp;ndash; Natural Coarse 50 lbs bail</td><td>Paper Mart</td><td>21-711-88</td><td></td></tr><tr><td>Bernzomatic UL100 Basic Propane Torch Kit</td><td>Home Depot</td><td>UL100KC</td><td></td></tr><tr><td>Isopropyl alcohol</td><td>Convenience store</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Video and Photography&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nikon D3000 10.2-MP DSLR camera with DX-format sensor and 3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR Image Stabilization Lens</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sony Handycam Camcorder DCR-SX85</td><td>Amazon.com</td><td>DCR-SX85</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Software&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>NI LabView</td><td>National Instruments</td><td>Student Version</td><td>Used for instrument control and interfacing</td></tr><tr><td>MATLAB Student Version (MATLAB_R2014a)</td><td>Mathworks</td><td>Student Version&amp;nbsp;</td><td>Used for data post-processing including image processing</td></tr></tbody></table>

wind tunnel experiments to study chaparral crown fires

この議定書は、シャパラル クラウン発火と広がりを研究するように設計研究室手法を提案します。燃料の 2 つの異なる層が茂みに表面とクラウンの燃料を表すため建設された低速度火災風洞実験を行った。Chamise、一般的な茂みの低木は、ライブの樹冠層で構成されています。死んだ燃料表面層は、エクセルシ オール (千切り木) で構成しました。質量損失、温度を測定し、両方の燃料層高さを炎に方法論を開発しました。熱電対は、各レイヤーの推定温度に配置されます。ビデオカメラは、目に見える炎を捕獲しました。デジタル画像の後処理には、高さと炎の傾きを含む燃焼特性が得られました。自社開発したカスタム クラウン質量損失計測器は、焼跡の間に樹冠層の質量の進化を測定しました。質量の損失と温度トレンド マッチ技術理論と他の経験的な研究を用いて本研究では詳細な実験手順と装置に関する情報を提案します。燃料質量損失率と燃料のベッドの下に温度の代表的な結果も含まれ、説明。

クラウンと表面の炎の高さデータは、ビデオのデータから得られました。実験のための典型的な火炎高さ動向を図 6に示します。火炎高さ挙動続いて太陽らで発見14
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig6.jpg"> 
図 6: クラウン炎の高さを推定します</stro...

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Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires

このプロトコルでは、チャパラル低木の天蓋を地面から火の遷移を学習する風洞実験について説明します。

風洞実験によるシャパラル クラウン火災を検討

The present protocol presents a laboratory technique designed to study chaparral crown fire ignition and spread. Experiments were conducted in a low ...

wind-tunnel-experiments-to-study-chaparral-crown-fires

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Engineering

9.6K ビュー.  University of California, Riverside. このプロトコルでは、チャパラル低木の天蓋を地面から火の遷移を学習する風洞実験について説明します。

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Exploring the Effects of Atmospheric Forcings on Evaporation: Experimental Integration of the Atmospheric Boundary Layer and Shallow Subsurface

Evaporation is directly influenced by the interactions between the atmosphere, land surface and soil subsurface. This work aims to experimentally study evaporation under various surface boundary conditions to improve our current understanding and characterization of this multiphase phenomenon as well as to validate numerical heat and mass transfer theories that couple Navier-Stokes flow in the atmosphere and Darcian flow in the porous media. Experimental data were collected using a unique soil tank apparatus interfaced with a small climate controlled wind tunnel. The experimental apparatus was instrumented with a suite of state of the art sensor technologies for the continuous and autonomous collection of soil moisture, soil thermal properties, soil and air temperature, relative humidity, and wind speed. This experimental apparatus can be used to generate data under well controlled boundary conditions, allowing for better control and gathering of accurate data at scales of interest not feasible in the field. Induced airflow at several distinct wind speeds over the soil surface resulted in unique behavior of heat and mass transfer during the different evaporative stages.

A protocol for the design and construction of a soil tank interfaced to a small climate controlled wind tunnel to study the effects of atmospheric forcings on evaporation is presented. Both the soil tank and wind tunnel are instrumented with sensor technologies for the continuous in situ measurement of environmental conditions.

蒸発させる上で大気強制力の影響を探る：大気境界層と浅い地下の実験的インテグレーション

Evaporation is directly influenced by the interactions between the atmosphere, land surface and soil subsurface. This work aims to experimentally study ...

環境学

Experimental Methodology for Estimation of Local Heat Fluxes and Burning Rates in Steady Laminar Boundary Layer Diffusion Flames

Modeling the realistic burning behavior of condensed-phase fuels has remained out of reach, in part because of an inability to resolve the complex interactions occurring at the interface between gas-phase flames and condensed-phase fuels. The current research provides a technique to explore the dynamic relationship between a combustible condensed fuel surface and gas-phase flames in laminar boundary layers. Experiments have previously been conducted in both forced and free convective environments over both solid and liquid fuels. A unique methodology, based on the Reynolds Analogy, was used to estimate local mass burning rates and flame heat fluxes for these laminar boundary layer diffusion flames utilizing local temperature gradients at the fuel surface. Local mass burning rates and convective and radiative heat feedback from the flames were measured in both the pyrolysis and plume regions by using temperature gradients mapped near the wall by a two-axis traverse system. These experiments are time-consuming and can be challenging to design as the condensed fuel surface burns steadily for only a limited period of time following ignition. The temperature profiles near the fuel surface need to be mapped during steady burning of a condensed fuel surface at a very high spatial resolution in order to capture reasonable estimates of local temperature gradients. Careful corrections for radiative heat losses from the thermocouples are also essential for accurate measurements. For these reasons, the whole experimental setup needs to be automated with a computer-controlled traverse mechanism, eliminating most errors due to positioning of a micro-thermocouple. An outline of steps to reproducibly capture near-wall temperature gradients and use them to assess local burning rates and heat fluxes is provided.

We describe the use of micro-thermocouples to estimate local temperature gradients in steady laminar boundary layer diffusion flames. By extension of the Reynolds Analogy, local temperature gradients can be further used to estimate the local mass burning rates and heat fluxes in such flames with high accuracy.

定常流境界層の拡散火炎における局所熱フラックスとバーニング料金の推定のための実験的方法論

Modeling the realistic burning behavior of condensed-phase fuels has remained out of reach, in part because of an inability to resolve the complex ...

工学

Combustion Characterization and Model Fuel Development for Micro-tubular Flame-assisted Fuel Cells

Combustion based power generation has been accomplished for many years through a number of heat engine systems. Recently, a move towards small scale power generation and micro combustion as well as development in fuel cell research has created new means of power generation that combine solid oxide fuel cells with open flames and combustion exhaust. Instead of relying upon the heat of combustion, these solid oxide fuel cell systems rely on reforming of the fuel via combustion to generate syngas for electrochemical power generation. Procedures were developed to assess the combustion by-products under a wide range of conditions. While theoretical and computational procedures have been developed for assessing fuel-rich combustion exhaust in these applications, experimental techniques have also emerged. The experimental procedures often rely upon a gas chromatograph or mass spectrometer analysis of the flame and exhaust to assess the combustion process as a fuel reformer and means of heat generation. The experimental techniques developed in these areas have been applied anew for the development of the micro-tubular flame-assisted fuel cell. The protocol discussed in this work builds on past techniques to specify a procedure for characterizing fuel-rich combustion exhaust and developing a model fuel-rich combustion exhaust for use in flame-assisted fuel cell testing. The development of the procedure and its applications and limitations are discussed.

A protocol for creating a model fuel-rich combustion exhaust is developed through combustion characterization and is applied for micro-tubular flame-assisted fuel cell testing and research.

マイクロ管状火炎補助燃料電池用燃焼特性とモデル燃料開発

Combustion based power generation has been accomplished for many years through a number of heat engine systems. Recently, a move towards small scale power ...

Using Tree-Rings to Reconstruct Fire History Information from Forested Areas

Annual tree-ring patterns are a source of ecological and environmental information including the history of fires in forested areas. Tree-ring based fire histories include three fundamental phases: field collection, laboratory methods (preparation and dating), and data analysis. Here we provide step-by-step instructions and issues to consider, including the process for selecting the study area, sampling sites, plus how and which fire-scarred trees to sample. In addition, we describe fire-scar sample preparation and dating which are done in the laboratory. Finally, we describe basic analysis and relevant results, including examples from studies that have reconstructed fire history patterns. These studies allow us to understand the historical fire frequency, changes in those frequencies related to anthropogenic factors, and analyzes of how climate influences fire occurrence over time. The description of these methods and techniques should provide a greater understanding of fire history studies that will benefit researchers, educators, technicians, and students interested in this field. These detailed methods will allow new researchers to this field, a resource to start their own work and achieve greater success. This resource will provide a greater integration of tree-ring aspects within other studies and lead to a better understanding of natural processes with forested ecosystems.

This work explains the most appropriate techniques and methods for conducting a fire history study from beginning site selection to final analysis of fire-climate relationship.

Annual tree-ring patterns are a source of ecological and environmental information including the history of fires in forested areas. Tree-ring based fire ...

Experimental Investigation of the Flow Structure over a Delta Wing Via Flow Visualization Methods

It is well known that the flow field over a delta wing is dominated by a pair of counter rotating leading edge vortices (LEV). However, their mechanism is not well understood. The flow visualization technique is a promising non-intrusive method to illustrate the complex flow field spatially and temporally. A basic flow visualization setup consists of a high-powered laser and optic lenses to generate the laser sheet, a camera, a tracer particle generator, and a data processor. The wind tunnel setup, the specifications of devices involved, and the corresponding parameter settings are dependent on the flow features to be obtained.
Normal smoke wire flow visualization uses a smoke wire to demonstrate the flow streaklines. However, the performance of this method is limited by poor spatial resolution when it is conducted in a complex flow field. Therefore, an improved smoke flow visualization technique has been developed. This technique illustrates the large-scale global LEV flow field and the small-scale shear layer flow structure at the same time, providing a valuable reference for later detailed particle image velocimetry (PIV) measurement.
In this paper, the application of the improved smoke flow visualization and PIV measurement to study the unsteady flow phenomena over a delta wing is demonstrated. The procedure and cautions for conducting the experiment are listed, including wind tunnel setup, data acquisition, and data processing. The representative results show that these two flow visualization methods are effective techniques for investigating the three-dimensional flow field qualitatively and quantitatively.

Here, we present a protocol to observe unsteady vortical flows over a delta wing using a modified smoke flow visualization technique and investigate the mechanism responsible for the oscillations of the leading-edge vortex breakdown locations.

流れ可視化手法によるデルタ翼上の流れ構造に関する実験的研究

It is well known that the flow field over a delta wing is dominated by a pair of counter rotating leading edge vortices (LEV). However, their mechanism is ...

エアカーテンバーナーとバイオ炭 – 森林の健康と炭素回収の推進

Continuous In-woods Production of Biochar Using a Trailer-Mounted Air Curtain Burner

Fuel treatments and other forest restoration thinning practices aim to reduce wildfire risk while building forest resilience to drought, insects, and diseases and increasing aboveground carbon (C) sequestration. However, fuel treatments generate large amounts of unmerchantable woody biomass residues that are often burned in open piles, releasing significant quantities of greenhouse gases and particulates, and potentially damaging the soil beneath the pile. Air curtain burners offer a solution to mitigate these issues, helping to reduce smoke and particulates from burning operations, more fully burn biomass residues compared to pile burning, and eliminate the direct and intense fire contact that can harm soil beneath the slash pile. In an air curtain burner, burning takes place in a controlled environment. Smoke is contained and recirculated by the air curtain, and therefore burning can be conducted under a variety of climatic conditions (e.g.,&#160;wind, rain, snow), lengthening the burning season for disposal of slash material. The mobile pyrolysis unit that continuously creates biochar was specifically designed to dispose of residual woody biomass at log landings, green wood at landfills, or salvaged logged materials and create biochar in the process. This high-carbon biochar output can be used to enhance soil resilience by improving its chemical, physical, and biological properties and has potential applications in remediating contaminated soils, including those at abandoned mine sites. Here, we describe the general use of this equipment, appropriate siting, loading methods, quenching requirements, and lessons learned about operating this new technology.

著者スポットライト:生態系の回復と土壌の健康のための場所ベースのバイオ炭生産の推進

We describe the use of a place-based mobile pyrolysis unit equipped with an air curtain to continuously create biochar. The technology reduces the need for open slash pile burning, which results in lower emissions and fewer soil impacts. The protocol includes guidelines for site selection, loading, and quenching.

トレーラー搭載型エアカーテンバーナーによるバイオ炭の林内連続生産

Fuel treatments and other forest restoration thinning practices aim to reduce wildfire risk while building forest resilience to drought, insects, and ...

Turbulence Sphere Method: Evaluating Wind Tunnel Flow Quality

Source: Jose Roberto Moreto and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA
Wind tunnel tests are useful in the design of vehicles and structures that are subjected to airflow during their use. Wind tunnel data are generated by applying a controlled air flow to a model of the object being studied. The test model usually has a similar geometry but is a smaller scale compared to the full-sized object. To ensure accurate and useful data is collected during low speed wind tunnel tests, there must be a dynamic similarity of the Reynolds number between the tunnel flow field over the testing model and the actual flow field over the full-sized object.
In this demonstration, wind tunnel flow over a smooth sphere with well-defined flow characteristics will be analyzed. Because the sphere has well-defined flow characteristics, the turbulence factor for the wind tunnel, which correlates the effective Reynolds number to the test Reynolds number, can be determined, as well as the free-stream turbulence intensity of the wind tunnel.

Turbulence Measurements at Varying Air Speeds

乱流球法:風洞流量の評価

Source: Jose Roberto Moreto and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA
Wind tunnel tests are useful ...

Education

JoVE Science Education

航空工学

Flow Visualization in a Water Tunnel: Observing the Leading-edge Vortex Over a Delta Wing

Source: Jose Roberto Moreto, Gustaaf Jacobs and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, California
The delta wing, shown in Figure 1D, is a popular design in high-speed airplanes due to its superb performance in transonic and supersonic flight regimes. This type of wing has a small aspect ratio and high sweep angle, which reduces drag at high subsonic, transonic and supersonic flight regimes. The aspect ratio is defined as the wing span divided by the average chord <img align="middle" src="/files/ftp_upload/10459/10459eq1a.jpg" />.
An important advantage of the delta wing is its high stall angle. The stall of a delta wing is delayed compared to the stall of a high aspect ratio wing. This is because the lift of a delta wing is enhanced by the leading-edge vortex over the wing.
An effective way to observe this vortex flow phenomenon and study the vortex breakdown in a delta wing is by visualizing the flow in a water tunnel. By injecting dye in the flow surrounding a model from dye ports on the leading-edge, the vortex development and breakdown can be observed and its position measured. The data can also be used to estimate the stall angle.
<img src="/files/ftp_upload/10459/10459fig1.jpg" />
Figure 1. Typical wing planform shapes: A) Rectangular, with constant chord along span, B) elliptical, C) tapered, with variable chord along the span, and D) delta wing, an aft-swept wing with zero taper ratio.

Flow in a Water Tunnel: Leading-edge Vortex over a Delta Wing

水洞における流れの可視化:デルタウィング上の最先端渦の観察

Source: Jose Roberto Moreto, Gustaaf Jacobs and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, California
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要約

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