Prevención de peligros inducidos por una bola de fuego radiactiva a través de geometría computacional y diseño paramétrico
Autores: Cabeza-Lainez, Joseph M.; Salguero-Andújar, Francisco; Rodríguez-Cunill, Inmaculada
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Prevención de peligros inducidos por una bola de fuego radiactiva a través de geometría computacional y diseño paramétrico
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Radiación
Bolas de fuego
Térmico
Medidas de sombreado
Algoritmo
Factores de configuración radiativa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Las bolas de fuego por radiación son fenómenos singulares que involucran una radiación térmica severa y, en consecuencia, deben ser evaluadas y prevenidas adecuadamente. Aunque la transferencia de calor radiativo producida por una esfera es relativamente conocida, las medidas de sombreado implementadas para controlar los efectos devastadores de la bola de fuego han planteado con frecuencia una instancia analítica difícil, principalmente debido a su configuración específica. El objetivo de este artículo es desarrollar un algoritmo paramétrico que proporcione los factores de configuración radiativa exactos para el caso más general en el que la bola de fuego se encuentra a cualquier distancia y altura sobre el suelo, parcialmente oculta por una pared protectora sobre un área afectada en diferentes posiciones con respecto a dicha bola de fuego. Para este fin, utilizamos métodos basados en Geometría Computacional y Diseño Asistido por Algoritmo; herramientas que, partiendo del principio de ángulo sólido proyectado, proporcionan factores de configuración exactos, en todos los casos, incluso si no presentan una solución analítica definitiva. Esto implica lidiar con fuentes radiativas espacialmente curvadas que no habían sido abordadas anteriormente en la literatura debido a sus dificultades matemáticas. La aplicación adecuada de este método puede mejorar la seguridad de un número significativo de instalaciones y reducir el número de víctimas entre las personas expuestas a tales riesgos. Dado que un problema radiativo similar aparece en las explosiones volcánicas; esperamos que futuras extensiones del método puedan adaptarse al problema con ventaja.
Descripción
Las bolas de fuego por radiación son fenómenos singulares que involucran una radiación térmica severa y, en consecuencia, deben ser evaluadas y prevenidas adecuadamente. Aunque la transferencia de calor radiativo producida por una esfera es relativamente conocida, las medidas de sombreado implementadas para controlar los efectos devastadores de la bola de fuego han planteado con frecuencia una instancia analítica difícil, principalmente debido a su configuración específica. El objetivo de este artículo es desarrollar un algoritmo paramétrico que proporcione los factores de configuración radiativa exactos para el caso más general en el que la bola de fuego se encuentra a cualquier distancia y altura sobre el suelo, parcialmente oculta por una pared protectora sobre un área afectada en diferentes posiciones con respecto a dicha bola de fuego. Para este fin, utilizamos métodos basados en Geometría Computacional y Diseño Asistido por Algoritmo; herramientas que, partiendo del principio de ángulo sólido proyectado, proporcionan factores de configuración exactos, en todos los casos, incluso si no presentan una solución analítica definitiva. Esto implica lidiar con fuentes radiativas espacialmente curvadas que no habían sido abordadas anteriormente en la literatura debido a sus dificultades matemáticas. La aplicación adecuada de este método puede mejorar la seguridad de un número significativo de instalaciones y reducir el número de víctimas entre las personas expuestas a tales riesgos. Dado que un problema radiativo similar aparece en las explosiones volcánicas; esperamos que futuras extensiones del método puedan adaptarse al problema con ventaja.