《Proceedings of the Combustion Institute》：The role of computational combustion in meeting the challenges found in wildland-urban-interface (WUI) and urban conflagrations
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大型破坏性火灾已成为社会日益关注的问题。研究人员聚焦于WUI与城市“conflagration”（定义为在人类社区内大面积蔓延传播的火灾）。WUI/城市conflagration问题的核心在于结构点燃问题。基本理解该问题需首先量化目标结构邻近或外维护结构中固体
大型破坏性火灾已成为社会日益关注的问题。研究人员聚焦于WUI与城市“conflagration”（定义为在人类社区内大面积蔓延传播的火灾）。WUI/城市conflagration问题的核心在于结构点燃问题。基本理解该问题需首先量化目标结构邻近或外维护结构中固体表面（可燃与不可燃）所受热暴露，其次量化这些表面的响应。研究人员先从消防工程视角出发，在代表性火灾情景中考察目标结构，识别目标表面的加热路径、量化热载荷、揭示薄弱点，并解释室外火灾如何穿透目标结构围护而转变为室内火灾；继而讨论WUI/城市conflagration中的燃烧科学问题，其基础科学问题涉及前向传热机制（即辐射传热、对流传热、firebrand）、易热解目标燃料属性（即植被燃料中的热薄元件、结构燃料中的热厚表面）、点燃模式（即阴燃点燃、引燃火焰点燃、自燃火焰点燃）及燃烧模式（即有焰燃烧、阴燃燃烧及两者间转变）。最后研究人员综述计算燃烧学在为理解并量化WUI与城市社区火灾风险提供工具中的作用。现有计算模型分为：求解单结构尺度室内火灾动力学的“结构火灾求解器”；求解单结构或少数结构尺度室外火灾动力学的“地块火灾求解器”；求解景观/社区尺度室外火灾动力学的“WUI/城市conflagration求解器”。前两者基于经典计算流体力学（CFD）方法，conflagration求解器则基于须在低空间分辨率下工作的降阶模型（reduced-order models）。开发conflagration求解器是WUI与城市火灾领域的主要研究目标，因其可作为从业者量化火灾风险的可操作工具。研究人员最后讨论了当前WUI/城市conflagration求解器的挑战与局限。
研究背景方面，大型破坏性火灾在野地、野地-城市交界域（WUI）及城市内部均构成日益增长的社会威胁，其中WUI与城市火灾造成了人类社区中绝大部分的破坏。以2025年1月美国洛杉矶Eaton与Palisades火灾为例，两场火灾24天内造成31人死亡、过火约15163 ha、摧毁16250栋建筑，财产损失估算达760亿至1310亿美元。工程上，WUI/城市conflagration问题本质上首先是结构点燃问题，即需量化目标结构外维护表面（可燃与不可燃）的热暴露并量化其热响应。开展本研究的目的在于从消防工程、燃烧科学与计算建模三个视角系统梳理该问题，缩小火灾安全工程与燃烧科学社区之间的认知鸿沟，并为从业者提供可操作的火灾风险量化工具。研究人员通过文献综合与概念分析指出：WUI/城市火灾燃料由植被燃料（热薄元件、低能量密度、点燃快、燃时短）与结构燃料（热厚表面、高能量密度、点燃难、燃时长）混合构成；随建筑密度升高总燃料载荷显著增加，城市火灾因建成环境可燃物数量大因而比野地火灾能量高得多。论文发表于《Proceedings of the Combustion Institute》。
关键技术方法上，研究人员采用三尺度计算模型分类框架：基于经典计算流体力学（CFD）的“结构火灾求解器”解析单结构室内火灾动力学；基于CFD的“地块火灾求解器”解析单或少数结构尺度室外火灾；基于降阶模型（reduced-order models）的“WUI/城市conflagration求解器”在景观/社区尺度低空间分辨率下工作。此外以1 ha参考地块为样本，假设结构100 m2占地、燃料载荷密度1 GJ/m2，植被燃料载荷密度2 kg/m2（约30 MJ/m2）进行燃料集成估算，并借火线强度（fireline intensity）5 MW/m等代表值推演燃烧时标。
研究结果部分，按原文小节归纳如下。An engineering problem小节指出WUI/城市火灾属工程问题，亦涉公共政策、应急反应与健康经济层面，本文限缩于工程侧并以燃烧科学视角强调基础理解。Fuel load in WUI and urban fires小节通过Fig.1与Fig.2说明植被与结构燃料比例随野地、WUI、城市渐变，给出结构密度界定（1结构/16.2 ha至7.4结构/ha为WUI），并算出纯植被1 ha燃料载荷300 GJ、纯结构1 ha达104 GJ，论证城市火灾能量规模。后续燃烧科学问题小节总结前向传热三机制（辐射、对流、firebrand）、燃料热薄/热厚差异、三种点燃模式（smoldering、piloted flaming、flaming auto-ignition）与火焰/阴燃及转捩模式。计算燃烧学角色小节划分三类求解器并指出conflagration求解器须为低分辨率降阶模型，是当前主要研发目标。挑战与局限小节讨论现有conflagration求解器在分辨率、燃料异质处理、firebrand输运与验证数据缺失上的不足。
讨论与结论翻译部分：研究人员结论认为，WUI与城市conflagration本质是结构点燃问题，需耦合热暴露量化与表面响应；燃烧科学机制涵盖辐射/对流/firebrand传热、热薄植被与热厚结构燃料、多模式点燃与燃烧转捩；计算燃烧学提供从CFD基结构/地块求解器到降阶conflagration求解器的多尺度工具链，其中社区尺度conflagration求解器因须以低空间分辨率运行而成为领域核心攻关方向，当前其在物理保真度、参数化与实测校验方面仍存局限，未来需桥接燃烧科学机理与工程风险决策。
