基于COMCOT的海啸可视化仿真与避难疏散研究
发布时间：2021-08-06 07:56
海啸作为最严重的自然灾害之一，其惊人的破坏力给人类带来了巨大的人员伤亡和不可估量的财产损失。从早期对海啸物理机理的研究，到今天依托计算机的强大能力对海啸进行诸如数值模拟等更为深入的探索，人们对海啸的关注与研究随着时代的发展而不断深入。深刻认识海啸成灾机理和海啸的水动力模型，进而依托合理有效的海啸模式，构建一个海啸灾害过程可视化仿真与避难疏散系统，为海啸的防灾与减灾工作提供便捷、直观的工具，并用来辅助海啸避难疏散预案的制定和优化，无疑具有十分重大的研究价值与现实意义。美国Cornell大学研发的COMCOT海啸模式，能够较为精确地模拟海啸的生命周期，尤其是地震型海啸。本文以该模式为理论基础，使用优秀的视景仿真软件Vega，构建一个海啸灾害过程可视化仿真与避难疏散系统，该系统具有反复模拟和演练的特点。在可视化部分，通过2D数值模拟与3D视景仿真，实时、动态、全面地展示海啸生命的周期及相关参数信息，为用户带来直观的认识。在避难疏散部分，通过绘制目标区域风险淹没图，基于“点-线结合模型”、“单避难所路网模型”以及路权计算策略，构建带路权的、简化的风险区路网系统，并采用Floyd最短路径算法进行...
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
功能结构图
[36]。COMCOT采用交错式显性蛙跃法来求解控制方程。如图2-1所示，体积通量和水位在空间和时间上是交错的，在网格中心上的是波高和水深，网格线上的是体积通量。采用不同的时间步长对波高与体积通量进行解算，空间上物理量的交错 能 够 有 效 降 低 误 差 ， 提 高 稳 定 性[35]。 当 网 格 间 距 x满 足4()/122E h gh t x 约束时，波在传播中产生的物理频散可用差分方程的数值频散近似代替[37]。本文在大洋中采用球坐标下的线性方程，在近岸采用直角坐标下的非线性方程，离散化控制方程的结果如下。球面坐标下的线性方程：1/2
嵌套网格示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]海啸数值预报模型研究进展[J]. 鲍献文,褚芹芹,于华明. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2013(03)
[2]考虑预警时间的智能化洪灾疏散路径选择与可视化研究[J]. 张社荣,撒文奇,庞博慧,王超. 水力发电学报. 2013(01)
[3]基于Floyd算法的校园最短路径问题分析与实现[J]. 严晓凤,陆济湘,唐双平. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2012(06)
[4]基于双线性内插算法在水深断面测量中的应用[J]. 张伟,孙伯娜. 北京测绘. 2011(04)
[5]海啸灾害数值预报技术研究现状[J]. 王培涛,赵联大,于福江,侯京明. 海洋预报. 2011(03)
[6]基于GIS的海啸预警信息系统集成框架[J]. 孙美仙,丁照东,赵联大,于福江,滕骏华. 海洋学研究. 2009(04)
[7]基于单安全点路网模型的区域交通疏散研究[J]. 朱耀昆,汪卓. 现代交通技术. 2009(05)
[8]COMCOT数值模式的介绍和应用[J]. 潘文亮,王盛安. 海洋预报. 2009(03)
[9]基于动态交通分配的路网应急疏散模型[J]. 陈岳明,萧德云. 清华大学学报(自然科学版). 2009(08)
[10]洪灾中避难路线的选择研究[J]. 刘硕,贾艾晨. 水利与建筑工程学报. 2008(04)
博士论文
[1]沿海台风风暴潮灾害复合情景模拟与应急避难研究-以上海为例[D]. 叶明武.华东师范大学 2011
[2]洪灾避迁决策理论及其应用研究[D]. 李发文.河海大学 2005
硕士论文
[1]基于Web的三维可视化及渤海地形地貌示范平台研究[D]. 杨超.中国海洋大学 2013
[2]海啸淹没范围的数值研究[D]. 侯京明.中国海洋大学 2012
[3]洪水灾害避难行为及避难路径选择研究[D]. 张行行.天津大学 2012
[4]印尼海啸过程数值模拟研究及其风险评估[D]. 褚芹芹.中国海洋大学 2011
[5]基于OpenGL的科学计算可视化方法研究与应用[D]. 姜传彦.东北大学 2010
[6]基于VEGA视景管理系统的研究与开发[D]. 张帅.华中师范大学 2009
[7]克里金（kriging）插值方法在煤层分布检测中的应用研究[D]. 翟进乾.太原理工大学 2008
[8]海啸的数值模拟与视景仿真[D]. 李国泰.同济大学 2008
[9]洪灾避难迁移决策支持系统关键技术研究与应用[D]. 李超杰.首都师范大学 2007
[10]基于OpenGL的科学可视化算法研究与实现[D]. 徐俊波.哈尔滨工程大学 2005
本文编号：3325395
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
功能结构图
[36]。COMCOT采用交错式显性蛙跃法来求解控制方程。如图2-1所示，体积通量和水位在空间和时间上是交错的，在网格中心上的是波高和水深，网格线上的是体积通量。采用不同的时间步长对波高与体积通量进行解算，空间上物理量的交错 能 够 有 效 降 低 误 差 ， 提 高 稳 定 性[35]。 当 网 格 间 距 x满 足4()/122E h gh t x 约束时，波在传播中产生的物理频散可用差分方程的数值频散近似代替[37]。本文在大洋中采用球坐标下的线性方程，在近岸采用直角坐标下的非线性方程，离散化控制方程的结果如下。球面坐标下的线性方程：1/2
嵌套网格示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]海啸数值预报模型研究进展[J]. 鲍献文,褚芹芹,于华明. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2013(03)
[2]考虑预警时间的智能化洪灾疏散路径选择与可视化研究[J]. 张社荣,撒文奇,庞博慧,王超. 水力发电学报. 2013(01)
[3]基于Floyd算法的校园最短路径问题分析与实现[J]. 严晓凤,陆济湘,唐双平. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2012(06)
[4]基于双线性内插算法在水深断面测量中的应用[J]. 张伟,孙伯娜. 北京测绘. 2011(04)
[5]海啸灾害数值预报技术研究现状[J]. 王培涛,赵联大,于福江,侯京明. 海洋预报. 2011(03)
[6]基于GIS的海啸预警信息系统集成框架[J]. 孙美仙,丁照东,赵联大,于福江,滕骏华. 海洋学研究. 2009(04)
[7]基于单安全点路网模型的区域交通疏散研究[J]. 朱耀昆,汪卓. 现代交通技术. 2009(05)
[8]COMCOT数值模式的介绍和应用[J]. 潘文亮,王盛安. 海洋预报. 2009(03)
[9]基于动态交通分配的路网应急疏散模型[J]. 陈岳明,萧德云. 清华大学学报(自然科学版). 2009(08)
[10]洪灾中避难路线的选择研究[J]. 刘硕,贾艾晨. 水利与建筑工程学报. 2008(04)
博士论文
[1]沿海台风风暴潮灾害复合情景模拟与应急避难研究-以上海为例[D]. 叶明武.华东师范大学 2011
[2]洪灾避迁决策理论及其应用研究[D]. 李发文.河海大学 2005
硕士论文
[1]基于Web的三维可视化及渤海地形地貌示范平台研究[D]. 杨超.中国海洋大学 2013
[2]海啸淹没范围的数值研究[D]. 侯京明.中国海洋大学 2012
[3]洪水灾害避难行为及避难路径选择研究[D]. 张行行.天津大学 2012
[4]印尼海啸过程数值模拟研究及其风险评估[D]. 褚芹芹.中国海洋大学 2011
[5]基于OpenGL的科学计算可视化方法研究与应用[D]. 姜传彦.东北大学 2010
[6]基于VEGA视景管理系统的研究与开发[D]. 张帅.华中师范大学 2009
[7]克里金（kriging）插值方法在煤层分布检测中的应用研究[D]. 翟进乾.太原理工大学 2008
[8]海啸的数值模拟与视景仿真[D]. 李国泰.同济大学 2008
[9]洪灾避难迁移决策支持系统关键技术研究与应用[D]. 李超杰.首都师范大学 2007
[10]基于OpenGL的科学可视化算法研究与实现[D]. 徐俊波.哈尔滨工程大学 2005
本文编号：3325395
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