Matematik

Skovbrand udvikling funktion

28. marts 2022 af MajaXm - Niveau: Universitet/Videregående

Hej, jeg er i gang med en opgave om skovbrande. Jeg har fået følgende oplydninger: 

"Konkret betragtes et rektangulært vandret skov-område S. Vi antager, at skoven er fuldstændig
homogen med konstant tæthed: ρ træer pr. arealenhed. Træerne har alle samme højde og samme
brandtekniske beskaffenhed. Vi vil groft antage, at vi kan betragte brandens udbredelse som
et plant 2-dimensionalt problem - herunder at udbredelsen foregår langs en veldefineret brand-
front-kurve
 

Vi indfører derfor et 2D-koordinatsystem i skovens plan således at Origo ligger i midten af sko-
ven og således at skoven iøvrigt modelleres ved:
S = {(x, y) ∈ R2 | − L ≤ x ≤ L og − M ≤ y ≤ M }
hvor L og M er givne værdier for skovens (halve) længde og (halve) bredde, henholdsvis: L ∈
] 0, ∞ ], og M ∈ ] 0, ∞ ]. Skovens areal er altså (hvis ellers L og M begge er endelige): A(S) =
4 L M .

Antændelsesstedet betegnes med p = (x0, y0) ∈ S .
Vinden antages konstant i størrelse og retning og repræsenteres derfor ved et konstant plant
vektorfelt W med længden W i (x, y)-planen. Der findes altså en konstant vinkel θ og en konstant
vind-’fart’ W , således at
W (x, y) = (W cos(θ) , W sin(θ)) for alle (x, y) ∈ R2 . (2)


Vi lader ?(t) ∈ S betegne det del-område af S, der til tiden t > 0 er blevet afbrændt. Det tilsva-
rende udbrændte areal er så
A(t) = Areal(?(t)) , t > 0
 

Initielt vil branden typisk udbrede sig som en ellipse med voksende halvakser og med en kon-
stant translationshastighed (i vindretningen). Branden vil altså typisk danne en hovedfront, en
halefront og to flanker. Fremdriften er størst ved hovedfronten, hvor der afbrændes flest træer pr.
tidsenhed. Fremdriften er lille - men ikke nødvendigvis forsvindende - i halen, hvor brandfronten
bevæger sig baglæns i retning op mod vinden.

Hvis der ikke er nogen udefra kommende vind, altså hvis W = 0, vil udbredelsen dog være
fuldstændig symmetrisk ud fra antændelsesstedet til ethvert tidspunkt t > 0 - hvis ellers skoven
er tilstrækkelig stor."

Hvordan løser man på baggrund af disse oplysninger den vehæftede opgave? 

Tror ikke helt jeg kan forholde mig til at den er uendeligt stor, samt hvordan jeg skal benytte de mange oplysninger der er givet. 

Håber en gider at hjælpe:)


Brugbart svar (0)

Svar #1
28. marts 2022 af jl9

Det må være sværere at regne, hvis skoven ikke er uendelig stor.

Er det ikke noget med et planintegral af parameterfremstillingen, så man får et udtryk for A(t) som afhænger af t og kontsanten a?


Svar #2
29. marts 2022 af MajaXm

#1

Det må være sværere at regne, hvis skoven ikke er uendelig stor.

Er det ikke noget med et planintegral af parameterfremstillingen, så man får et udtryk for A(t) som afhænger af t og kontsanten a?

Jo det giver god mening. 

Nu har jeg brugt den givet funktion til at lave en parameterfremstilling. Bestemt jacobi og derefter udregnet dobbelt integralet. Dette giver Pi*a^2*t^2

Men der står jo at arealet udvikler sig propotionalt med tiden - hvilket det væl ikke gør her? 

Hvordan sørger man for at denne sammenhæng bliver proportional?


Skriv et svar til: Skovbrand udvikling funktion

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.