基于OSG的毒气泄漏扩散三维仿真与预警方法研究

发布时间：2017-09-16 03:04

  本文关键词：基于OSG的毒气泄漏扩散三维仿真与预警方法研究

  更多相关文章： OpenScene Graph 有毒气体 泄漏扩散 三维仿真 预警

【摘要】：随着国内外毒气泄漏扩散造成惨重损失的事故不断发生，人们意识到提高人类的安全保障水平是当务之急。为了掌握毒气泄漏扩散过程，提高预警、风险管理水平和应急管理能力，研究有毒气体泄漏扩散和预警方法显得尤为重要。 本文重点研究如何在OpenScene Graph（简称OSG）的平台上实现毒气泄漏扩散三维仿真和预警功能。 首先，阐述OpenScene Graph的定义、优缺点以及控制模型的方法，，并结合毒气泄漏扩散特点，介绍OpenScene Graph粒子系统产生的原理、包含的模块以及模拟毒气泄漏扩散的过程。通过比较常用气体泄漏扩散模型的优缺点，本论文采用高斯模型计算毒气泄漏扩散过程中的气体浓度。并通过虚拟现实技术构建毒气泄漏扩散三维虚拟场景。 其次，把毒气的毒性区域划分成致死区、重伤区、轻伤区、安全区，并把每两个毒性区域的分界线值作为预警阈值，进行预警，并进行应急通讯、应急响应、应急预案等应急管理。 最后，通过VS2008中的MFC模块把Open Scene Graph模拟有毒气体泄漏扩散三维仿真过程、预警和应急管理等功能综合起来实现，有助于人们进行模拟演练、培训和疏散。
【关键词】：OpenScene Graph 有毒气体 泄漏扩散 三维仿真 预警
【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】：2014
【分类号】：TQ086.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 论文背景及研究意义11-12
• 1.2 研究现状12-13
• 1.2.1 毒气泄漏扩散三维仿真国外现状12
• 1.2.2 毒气泄漏扩散三维仿真国内现状12-13
• 1.3 模拟工具13
• 1.4 本文研究的主要内容13-15
• 第2章 OSG 的概述15-28
• 2.1 OSG 定义15
• 2.2 OSG 优势与不足15-16
• 2.3 OSG 组成库16-18
• 2.4 OSG 节点18-21
• 2.4.1 OSG 中的父节点与子节点18-19
• 2.4.2 Geode（叶节点）与 Group（组节点）19-21
• 2.5 OSG 控制模型21-23
• 2.5.1 添加模型21-22
• 2.5.2 删除模型22-23
• 2.5.3 隐藏模型23
• 2.6 粒子系统23-28
• 2.6.1 粒子系统的基本思想24
• 2.6.2 粒子系统的主要模块24-25
• 2.6.3 通过 OSG 粒子系统模拟毒气泄漏扩散过程25-28
• 第3章 有毒气体泄漏扩散模型28-40
• 3.1 有毒气体泄漏扩散的影响因素28
• 3.2 有毒气体泄漏源模型28-29
• 3.3 有毒气体扩散数学模型29-35
• 3.3.1 唯象模型29-30
• 3.3.2 三维有限元模型30-31
• 3.3.3 高斯模型31-35
• 3.4 常用模型分析比较及模型选择35-40
• 3.4.1 常用模型比较35-36
• 3.4.2 模型选择36-37
• 3.4.3 高斯模型的条件参数37-40
• 第4章 有毒气泄漏扩散三维虚拟场景构建40-53
• 4.1 虚拟现实技术40-41
• 4.1.1 虚拟现实的定义40
• 4.1.2 虚拟现实系统40-41
• 4.2 虚拟现实建模41-45
• 4.2.1 虚拟现实建模技术特点41
• 4.2.2 虚拟现实建模内容41-42
• 4.2.3 虚拟现实建模实现方式42-45
• 4.3 构建有毒气体泄漏扩散三维虚拟场景45-53
• 4.3.1 MultiGen Creator 建模软件45
• 4.3.2 基于 MultiGen Creator 的虚拟场景构建45-53
• 第5章 有毒气体泄漏扩散预警及应急管理53-61
• 5.1 有毒气体毒性区域划分概述53-54
• 5.2 界定毒性区域的方法54-56
• 5.2.1 半径法54-55
• 5.2.2 浓度法55-56
• 5.3 本文预警方法56-61
• 5.3.1 确定有毒气体毒性区域56-58
• 5.3.2 毒性区域面积计算58-61
• 第6章 系统功能实现61-67
• 6.1 模型计算界面61-62
• 6.2 OSG 中毒气泄漏扩散三维仿真62-63
• 6.3 预警及应急管理功能实现63-67
• 6.3.1 预警及区域划分63-65
• 6.3.2 事故信息与应急管理65-67
• 结论67-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文72

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