基于VR技术的大型原油储罐火灾爆炸事故仿真软件研究
发布时间：2021-09-09 13:00
目前中国已建成约7000座大型储罐,石油储罐单罐容量最大可达到20×104m3。危险品储存的容量越大,危险程度越高。预防大型储罐火灾和爆炸事故的发生是储油罐区安全工作的重要责任。本论文主要研究如何用虚拟现实技术重现大型储罐火灾和爆炸事故过程。通过对储罐火灾爆炸事故进行大量调研,结合现有事故后果分析方法,优选出大型储罐火灾爆炸事故后果数学模型。对火灾事故,通过对比三种辐射模型,采用Mudan模型求解最佳,通过该模型可以计算在无风和有风条件下不同距离处目标接收的热辐射通量,计算结果与实际目标热辐射通量相比误差相对较小。对爆炸事故,确定采用TNT当量模型计算冲击波超压和持续时间等。根据火灾爆炸事故模型计算特征参数、目标辐射热通量和持续时间等,用于控制虚拟现实中火焰粒子的形态、大小和周期等属性。通过编程实现数据计算与存储功能,用于判断人员伤害程度和计算人员安全疏散距离。为重现大型储罐火灾爆炸事故演变过程,研究火灾爆炸事故后果,以真实场景为依据,设计开发出一套基于VR技术的大型原油储罐火灾爆炸仿真软件。将软件总体分成火灾和爆炸两大仿真模块,采用C++语...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
火焰倾角图
中国石油大学（北京）硕士学位论文-12-式中，TH为目标相对于在H/2处的等效点源的高度，m。当目标在地面，TH=H/2；当目标在火焰中心高度，TH=0m。图2.3点源与目标的位置关系Fig.2.3Positionalrelationshipbetweenpointsourceandtarget池火辐射释放率为：rrQ=Q=(0.210.0034D)Q（2.13）式中，r为辐射分数；Qq为总热释放率，kW。点源模型通常对离火源较远位置处的热辐射通量进行预测，靠近火焰位置的预测结果不准确，且不适用于计算目标热辐射通量超过5kW/m2情况[48]。点源模型的计算步骤如图2.4所示。确定池火灾火焰的热释放率确定池火灾直径确定等效点源的位置计算等效点源位置到目标位置的距离确定火焰的输出辐射能得到目标辐射热通量图2.4点源模型计算步骤Fig.2.4Pointsourcemodelcalculationprocedure
中国石油大学（北京）硕士学位论文-28-式中，R为目标到爆炸源的当量距离，m；R为目标到爆炸源的实际距离，m；E为爆炸能量，J；P0为大气压力，Pa。图3.1目标到爆炸源的当量距离与当量侧向超压关系Fig.3.1Therelationshipbetweenequivalentdistancefromtargettoexplosionsourceandequivalentlateraloverpressure图3.2目标到爆炸源的当量距离与无量纲正相持续时间关系Figure3.2Therelationshipbetweenequivalentdistancefromthetargettothesourceoftheexplosionandthedimensionlesspositivephaseduration当量距离ta无量纲最大侧向超压当量距离无量纲最大侧向超压
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图形学算法的纹理映射技术的研究与实现[J]. 吴发辉,张玲,余文森. 现代电子技术. 2018(24)
[2]基于粒子系统的矿井突水蔓延仿真研究[J]. 冯文琪,孙农亮. 山东科技大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]基于OSG的粒子效果仿真与优化[J]. 龙鑫涛,党文君,黄振鑫. 中国水运(下半月). 2018(10)
[4]一种基于改进粒子系统的池火灾实时渲染方法[J]. 苏谟,郭锐锋,王丽丽,王鸿亮,马元婧,赵玉彬. 小型微型计算机系统. 2018(10)
[5]基于QT+OpenGL的弹簧参数化实体建模[J]. 李凡,王德成,张林,程鹏,付涛. 制造技术与机床. 2018(06)
[6]基于OpenGL的粒子系统的喷泉模拟[J]. 吴鸿基. 电脑知识与技术. 2018(14)
[7]粗苯储罐蒸气云爆炸后果定量分析[J]. 王慧思,王保民. 测试技术学报. 2018(02)
[8]基于3dsMAX实现三维虚拟校园场景建模[J]. 姚孺婧,李林森,张煜鑫. 安徽工业大学学报(社会科学版). 2018(02)
[9]3DSMAX教学初探[J]. 刘长华. 职业. 2018(09)
[10]基于粒子系统的3D动态火焰模拟[J]. 魏碧云,孔样红,李晖. 武汉工程大学学报. 2018(01)
博士论文
[1]钢储罐结构爆炸冲击荷载与动力响应的数值模拟研究[D]. 胡可.浙江大学 2016
[2]低压下射流扩散火焰的燃烧特性与图像特征[D]. 曾怡.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]基于粒子系统的煤矿火灾与烟雾仿真关键技术研究[D]. 玄令岐.山东科技大学 2017
[2]一种基于虚拟现实的应急指挥系统的设计与实现[D]. 程浩.西安电子科技大学 2017
[3]液化石油气储罐泄漏风险评价的研究[D]. 胡迪.中国石油大学 2010
[4]基于OpenGL的3D粒子特效系统设计与实现[D]. 吴银霞.电子科技大学 2009
[5]液化天然气供气站风险评价研究[D]. 邓强.重庆大学 2008
[6]重大危险源评估[D]. 孟凯.东北大学 2008
[7]基于虚拟现实技术的石化火灾灭火救援场景的视景仿真[D]. 韩冬.天津师范大学 2007
本文编号：3392139
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
火焰倾角图
中国石油大学（北京）硕士学位论文-12-式中，TH为目标相对于在H/2处的等效点源的高度，m。当目标在地面，TH=H/2；当目标在火焰中心高度，TH=0m。图2.3点源与目标的位置关系Fig.2.3Positionalrelationshipbetweenpointsourceandtarget池火辐射释放率为：rrQ=Q=(0.210.0034D)Q（2.13）式中，r为辐射分数；Qq为总热释放率，kW。点源模型通常对离火源较远位置处的热辐射通量进行预测，靠近火焰位置的预测结果不准确，且不适用于计算目标热辐射通量超过5kW/m2情况[48]。点源模型的计算步骤如图2.4所示。确定池火灾火焰的热释放率确定池火灾直径确定等效点源的位置计算等效点源位置到目标位置的距离确定火焰的输出辐射能得到目标辐射热通量图2.4点源模型计算步骤Fig.2.4Pointsourcemodelcalculationprocedure
中国石油大学（北京）硕士学位论文-28-式中，R为目标到爆炸源的当量距离，m；R为目标到爆炸源的实际距离，m；E为爆炸能量，J；P0为大气压力，Pa。图3.1目标到爆炸源的当量距离与当量侧向超压关系Fig.3.1Therelationshipbetweenequivalentdistancefromtargettoexplosionsourceandequivalentlateraloverpressure图3.2目标到爆炸源的当量距离与无量纲正相持续时间关系Figure3.2Therelationshipbetweenequivalentdistancefromthetargettothesourceoftheexplosionandthedimensionlesspositivephaseduration当量距离ta无量纲最大侧向超压当量距离无量纲最大侧向超压
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图形学算法的纹理映射技术的研究与实现[J]. 吴发辉,张玲,余文森. 现代电子技术. 2018(24)
[2]基于粒子系统的矿井突水蔓延仿真研究[J]. 冯文琪,孙农亮. 山东科技大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]基于OSG的粒子效果仿真与优化[J]. 龙鑫涛,党文君,黄振鑫. 中国水运(下半月). 2018(10)
[4]一种基于改进粒子系统的池火灾实时渲染方法[J]. 苏谟,郭锐锋,王丽丽,王鸿亮,马元婧,赵玉彬. 小型微型计算机系统. 2018(10)
[5]基于QT+OpenGL的弹簧参数化实体建模[J]. 李凡,王德成,张林,程鹏,付涛. 制造技术与机床. 2018(06)
[6]基于OpenGL的粒子系统的喷泉模拟[J]. 吴鸿基. 电脑知识与技术. 2018(14)
[7]粗苯储罐蒸气云爆炸后果定量分析[J]. 王慧思,王保民. 测试技术学报. 2018(02)
[8]基于3dsMAX实现三维虚拟校园场景建模[J]. 姚孺婧,李林森,张煜鑫. 安徽工业大学学报(社会科学版). 2018(02)
[9]3DSMAX教学初探[J]. 刘长华. 职业. 2018(09)
[10]基于粒子系统的3D动态火焰模拟[J]. 魏碧云,孔样红,李晖. 武汉工程大学学报. 2018(01)
博士论文
[1]钢储罐结构爆炸冲击荷载与动力响应的数值模拟研究[D]. 胡可.浙江大学 2016
[2]低压下射流扩散火焰的燃烧特性与图像特征[D]. 曾怡.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]基于粒子系统的煤矿火灾与烟雾仿真关键技术研究[D]. 玄令岐.山东科技大学 2017
[2]一种基于虚拟现实的应急指挥系统的设计与实现[D]. 程浩.西安电子科技大学 2017
[3]液化石油气储罐泄漏风险评价的研究[D]. 胡迪.中国石油大学 2010
[4]基于OpenGL的3D粒子特效系统设计与实现[D]. 吴银霞.电子科技大学 2009
[5]液化天然气供气站风险评价研究[D]. 邓强.重庆大学 2008
[6]重大危险源评估[D]. 孟凯.东北大学 2008
[7]基于虚拟现实技术的石化火灾灭火救援场景的视景仿真[D]. 韩冬.天津师范大学 2007
本文编号：3392139
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3392139.html
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