仿真数据驱动的事故三维模拟技术研究

发布时间：2017-05-01 00:04

  本文关键词：仿真数据驱动的事故三维模拟技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，石油化学工业发展迅速，伴随着生产规模的扩大，由于石油相关化学产品的特殊易燃易爆以及有毒害等性质，在生产储运过程中发生的事故灾害往往具有较大的破坏性事故的类型主要有爆炸火灾有毒害气体的泄漏等，对人民群众的生命和财产都造成了严重的危害该类型的事故普遍具有突发性强扩散十分迅速救援难度极大和危害的范围极广的特点因此对于事故扩散和流动规律的研究成为控制和减弱危害的重要手段相关成果从大气扩散模型危险源过程模拟以及消防炮射流轨迹模拟等角度进行了展开 本文在已有的大气扩散模型危险源过程模拟和消防炮射流轨迹模拟等理论模型的基础上，利用中国海洋大学信息科学与工程学院海洋信息技术实验室自主研发的i4Factory平台，进行仿真数据驱动的事故三维模拟可视化研究通过消防演练和预案构建的模式，在三维仿真场景中表现有害物质大气扩散危险源发展过程和消防射流轨迹模拟，从而为事故研究提供新的手段其中，按照采用的物理模型的特点，从以下三个方面进行研究： 1.简单介绍大气扩散模型的发展，结合计算流体学的发展，对SIMPLE算法计算流程进行描述，介绍本文采用仿真数据的来源对仿真数据的数据结构进行分析，按照本文中的模拟流程，进行数据处理可视化数据卸载的相关详细介绍，并将最终的可视化结果进行图片效果的展示 2.总结化工企业的事故类型，进行分类的研究，根据可视化的方式，结合粒子系统的实现手段，对各种事故类型进行形态上的模拟将石化事故分为火灾爆炸毒气泄漏和浓烟四类以浓烟的效果为例，通过Magic Particles软件进行粒子效果的制作，详细介绍制作过程，并分析相应的参数改变对粒子效果的影响将制作完毕的粒子效果集成到i4Factory平台，并进行相应的控制，实现统一管理，依托i4Factory平台为制作完毕的粒子效果添加3D音效全局风向控制，从而获得更好的体验感 3.对已有的几种消防射流轨迹模拟模型进行介绍和对比分析，根据相应的参数类型和实现方式，找到适合本文的物理模型通过一系列参数设置，获得射流轨迹仿真数据，结合粒子系统的表现方式，进行射流轨迹拟合，最终实现物理模型驱动的射流轨迹模拟在仿真三维场景中为灭火救援提供模拟控制的新手段 通过对以上三个模块的研究，将虚拟现实技术与物理模型生成的仿真数据相结合，使虚拟现实中的可视化效果具有了物理意义结合虚拟现实的场景，，通过消防预案和演练等使用方法，为化工行业防灾减灾提供了新的思路
【关键词】：事故三维模拟 SIMPLE算法 粒子系统 3D音效
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE687
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究现状12-14
• 1.2.1 泄漏事故数值模拟12-13
• 1.2.2 基于粒子系统的危险源模拟研究13-14
• 1.2.3 消防水枪射流模拟研究14
• 1.3 研究内容14-15
• 1.4 研究目的和意义15-16
• 1.4.1 研究目的15-16
• 1.4.2 研究意义16
• 1.5 章节安排16-17
• 2 仿真数据驱动的有害物质泄漏可视化17-27
• 2.1 有害物质泄漏模型研究17
• 2.2 仿真数据说明17-22
• 2.2.1 介绍 SIMPLE 算法18-20
• 2.2.2 以乙烯为例分析仿真数据结构20-22
• 2.3 仿真数据处理和可视化流程说明22-25
• 2.3.1 仿真数据处理方法22-24
• 2.3.2 气体扩散仿真数据可视化流程24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 3 危险源的种类划分以及制作和管理27-39
• 3.1 危险源的种类划分27-30
• 3.1.1 按照事故造成伤害的方式分类27-28
• 3.1.2 按照事故发生的危险化学品类别进行分类28
• 3.1.3 按照制作和管理方法对危险源进行分类28-30
• 3.2 基于粒子系统的危险源的制作和管理30-38
• 3.2.1 浓烟效果的制作30-34
• 3.2.2 结合 i4Factory 平台对浓烟效果的管理34-37
• 3.2.3 结合 i4Factory 平台需求为危险源添加 3D 音效37-38
• 3.3 本章小结38-39
• 4 基于仿真数据的射流模拟39-48
• 4.1 射流模拟模型39-43
• 4.1.1 抛物线近似模拟射流轨迹39-40
• 4.1.2 基于相似理论的射流轨迹模拟40-42
• 4.1.3 基于运动方程的射流轨迹模拟42-43
• 4.2 基于粒子系统的射流模拟可视化实现43-46
• 4.2.1 非仿真数据驱动的射流模拟实现43-45
• 4.2.2 仿真数据驱动的射流模拟实现45-46
• 4.3 本章小结46-48
• 5 总结与展望48-50
• 5.1 总结48
• 5.2 展望48-50
• 参考文献50-53
• 致谢53-54
• 个人简历54
• 参加项目情况54-55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：337831