液氨泄漏事故应急救援虚拟演练与培训系统研究

发布时间：2017-04-04 21:11

  本文关键词：液氨泄漏事故应急救援虚拟演练与培训系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液氨是生产硝酸、尿素及其它化学肥料的必用原料,同时,也因其在汽化时能吸收大量的热的特性,被广泛应用于制冷行业充当制冷剂。液氨具有强烈腐蚀性,极容易挥发,属于高危有毒液体,由其引发的事故发生率很高。多年来,为了有效控制和降低液氨事故发生后果,分析和预测液氨泄漏事故的扩散趋势和影响,国内外学者对液氨泄漏扩散模型和液氨泄漏扩散仿真进行了大量的研究。本文首先借助液氨的理化性质和危害以及国内外学者对有毒气体扩散模型的研究成果,确定了高斯烟羽模型为适用于本文虚拟现实技术的液氨泄漏扩散的数学模型。并通过三维建模软件和Unity3D虚拟现实开发引擎,成功搭建了符合液氨泄漏事故发生的化工厂区的虚拟场景。然后将虚拟现实技术与液氨扩散模型理论相结合,利用仿真引擎中的粒子系统仿真原理,实现了液氨泄漏粒子的三维仿真效果和2.5维扩散趋势模拟。本文通过对实际的液氨泄漏联合演练脚本的深入分析,总结了参加应急演练的各部门的主要决策指令,设计并实现了适用于液氨泄漏事故的虚拟应急演练与培训系统。本系统可以通过改变风向、风速等参数来模拟事故演练的不同场景。最后,通过实例对系统进行测试,验证了本系统可在不同的初始环境下进行虚拟应急演练培训,并随时调控演练进程,实时记录和反馈各部门的决策指令、液氨扩散趋势和救援进展效果,为参加演练的应急救援部门提供了可视化的虚拟演练培训环境。系统还可以以文本形式提交演练过程纪实,为进一步提高各部门人员对液氨泄漏事故处理上的协作能力提供了科学依据,更为应急预案的调整和科学的应急指挥提供有利的支持。
【关键词】：液氨扩散模型 虚拟现实 粒子系统 三维仿真 演练与培训系统
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ113.5;TQ086
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 绪论12-19
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.1.1 课题研究背景12-13
• 1.1.2 课题的意义13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 毒气扩散模型仿真的研究现状13-15
• 1.2.2 虚拟现实技术的研究现状15-16
• 1.3 研究内容及技术路线16-19
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 研究的技术路线17-19
• 第2章 液氨的危害及毒气扩散模型19-25
• 2.1 液氨的理化特性及危险性概述19-20
• 2.1.1 液氨的理化性质19
• 2.1.2 液氨的危险性概述19-20
• 2.2 液氨泄漏的部位、原因及处理方法20-22
• 2.3 有毒气体泄漏扩散模型22-25
• 2.3.1 有毒气体瞬时泄漏的扩散模型23
• 2.3.2 有毒气体连续泄漏的扩散模型23-25
• 第3章 虚拟场景的搭建与液氨泄漏的三维虚拟仿真25-42
• 3.1 三维场景模型的建立25-29
• 3.1.1 三维建模软件的选择25
• 3.1.2 液氨罐体模型的建立25-28
• 3.1.3 人物及其他模型的建立28-29
• 3.2 虚拟现实的场景搭建29-36
• 3.2.1 开发引擎的选择29-30
• 3.2.2 Unity3D引擎介绍30-34
• 3.2.3 化工厂区的虚拟场景搭建34-36
• 3.3 液氨泄漏的三维虚拟仿真36-42
• 3.3.1 液氨扩散的数学模型36
• 3.3.2 液氨扩散的数值模拟36-38
• 3.3.3 液氨泄漏扩散的三维虚拟仿真38-39
• 3.3.4 液氨扩散的模拟效果展示39-42
• 第4章 液氨泄漏事故应急演练系统设计与实现42-60
• 4.1 应急救援联合演练脚本的介绍及分析42-45
• 4.1.1 应急救援演练脚本介绍42-43
• 4.1.2 演练流程分析及部门业务概述43-45
• 4.2 液氨泄漏应急救援演练系统集成45-56
• 4.2.1 救援演练与培训系统整体设计45-47
• 4.2.2 演练进程编辑系统设计与实现47-51
• 4.2.3 虚拟演练培训系统设计与实现51-56
• 4.3 系统界面功能的实现与展示56-60
• 4.3.1 系统界面的实现56-58
• 4.3.2 系统界面展示58-60
• 第5章 系统软件的演练实例测试60-67
• 5.1 实例测试的目的60
• 5.2 演练实例的流程设定60-61
• 5.3 演练实例的过程展示61-67
• 结论67-69
• 附录Ⅰ 液氨扩散仿真计算机程序清单69-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文76

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