I ricercatori del Dipartimento di ingegneria della protezione antincendio (FPE) dell'Università del Maryland hanno pubblicato una recensione sui "vortici di fuoco", un potente vortice di fiamme vorticose, spesso la forza distruttiva negli incendi urbani e boschivi – nel Revisione annuale della meccanica dei fluidi . La loro dimensione, natura imprevedibile, e capacità di spingere la brace ardente (cioè, tizzoni) lontani nell'aria presentano molti motivi per studiarli, eppure queste fiamme vorticose sono ancora poco conosciute.

La recensione – co-autore del postdoc FPE Ali Tohidi e Huahua Xiao, un associato di ricerca del Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale (AE) - copre lo sviluppo del campo, comprensione attuale, e una direzione futura per la ricerca.

Il documento inizia con una panoramica dei fattori influenti che governano la dinamica del vortice di fuoco, come la velocità del vento, temperatura, effetti sulla circolazione, e tipo di carburante. I vortici di fuoco sono tipicamente formati in laboratorio da pareti o ventilatori; però, è stata osservata una vasta gamma di condizioni per formare vortici di fuoco in natura, dove possono raggiungere oltre 1, 000 piedi di altezza con temperature superiori a 2, 000 gradi Fahrenheit. Le condizioni comuni per la formazione di vortici di fuoco includono venti su un fuoco a forma di L, sul lato protetto di un pendio, e a valle di un grande pennacchio di fuoco. Ci sono tre criteri essenziali per la formazione di tutti i vortici:una fonte di fuoco, un meccanismo vorticoso (come vento o ostacoli), e una forza di attrito sul fondo per la formazione dello strato limite.

La circolazione - una misura della rotazione delle particelle fluide (all'interno di un contorno chiuso) attorno al loro centro di massa - è il principale fattore che distingue i vortici di fuoco dagli incendi non vorticosi. In un vortice di fuoco, l'altezza delle fiamme e la velocità di combustione del fuoco crescono drammaticamente – i meccanismi responsabili di queste caratteristiche sono ancora in discussione. Inoltre, la gamma di condizioni responsabili della formazione di vortici di fuoco non è ancora completamente compresa.

"Sebbene questa pubblicazione abbia fornito un'ampia rassegna del settore, necessario per lo sviluppo futuro, " ha detto Michael Gollner, Professore associato FPE e investigatore principale (PI) sulla revisione, "c'è ancora molto da fare per capire come si formano i vortici di fuoco, la loro struttura interna, e gli effetti sul ruolo che svolgono durante gli incendi estremi".

Tohidi ha aggiunto, "La cosa più entusiasmante di questa recensione sono le numerose opportunità per la ricerca e lo sviluppo futuri. L'applicazione di nuovi modelli numerici aprirà i nostri occhi su tutti gli affascinanti meccanismi che si verificano all'interno dei vortici di fuoco, che potrebbero essere utilizzati in futuro per sfruttare la loro intensità per una combustione più efficiente."

Il 'turbinio blu, ' una recente scoperta nella UMD A. James Clark School of Engineering, presenta proprio una tale opportunità. Xiao, Gollner, ed Elaine Oran (professore AE) hanno scoperto il fenomeno senza fuliggine, che ha ispirato l'uso di vortici antincendio per fornire una soluzione più efficiente per la bonifica delle fuoriuscite di petrolio e, potenzialmente, combustione pulita. Se questa forma di combustione potesse essere replicata su scala più ampia, potrebbe migliorare significativamente l'efficienza della combustione diretta di combustibili liquidi. Gollner e Oran hanno recentemente ricevuto finanziamenti dal Bureau of Safety and Environmental Enforcement (BSEE) Oil Spill Preparedness Division per continuare il loro studio sui vortici antincendio specificamente per la bonifica delle fuoriuscite di petrolio.