基于OSG的矿井突水应急虚拟仿真系统关键技术研究

发布时间：2018-04-25 02:11

  本文选题：矿井突水 + OSG　； 参考：《中国矿业大学（北京）》2014年博士论文

【摘要】：本文以分析突水蔓延非恒定流规律为基础，将突水点的非恒定流过程分段简化为恒定流，建立突水蔓延模型，利用数值模拟技术解算突水蔓延过程；利用参数化建模技术进行巷道建模，提出高效的步行漫游方案；综合数值模拟结果和矿井场景模型，详细研究了基于物理的突水水体仿真技术，提出了一种综合的水体动态模拟方法，并基于GPU体积密度场的划分和计算方法，改进了MC（MarchingCubes）和光滑粒子流体动力学SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）算法；同时基于表面纹理和基于粒子系统完成了突水的真实感表达。综合应用改进的A*算法和基于导航网格的算法，输出了突水蔓延过程矿井人员最佳避灾路线，，基于导航网格和Multi-agent构建了应急疏散系统。本文首次将OSG（OpenScene Graph）技术应用到了矿井突水研究中，建立了突水应急仿真软件系统，并在平朔公司井工三矿上成功的进行了实例化应用。研究成果为矿井水灾防治、事故应急救灾、事故调查、矿井人员安全教育及培训等提供一种新的技术手段。
[Abstract]:In this paper, based on the analysis of the law of unsteady flow of water inrush, the process of unsteady flow of water inrush point is simplified as a constant flow, and the model of water inrush spread is established, and the process of water inrush spread is solved by numerical simulation technique. By using parameterized modeling technology to model roadways, an efficient walkthrough scheme is put forward, and the physical water inrush water body simulation technology is studied in detail by integrating numerical simulation results and mine scene models. A comprehensive method of water dynamic simulation is proposed. Based on the partition and calculation of GPU bulk density field, the algorithms of SPH(Smoothed Marching cubes and smooth particle hydrodynamics SPH(Smoothed Particle hydrodynamics are improved. At the same time, based on surface texture and particle system, the realistic expression of water inrush is completed. The improved A * algorithm and the algorithm based on navigation grid are used to output the best route of disaster avoidance in the process of water inrush and the emergency evacuation system is constructed based on navigation grid and Multi-agent. In this paper, the OSG(OpenScene Graph-based technology is first applied to the study of mine water inrush, and the software system of water inrush emergency simulation is established, and successfully instantiated in Pingshuo Company's No. 3 Mine of Jinggong. The research results provide a new technical means for mine flood prevention, accident emergency relief, accident investigation, mine personnel safety education and training.
【学位授予单位】：中国矿业大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD745;TP391.9

【参考文献】

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本文编号：1799282