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灾难仿真系统平台设计与开发

作　者: 江志英
导　师: 朱群雄
学　校: 北京化工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 实时干预仿真灾难机理仿真虚拟现实仿真系统平台
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 59次
引　用: 1次
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内容摘要

灾难机理仿真指的是针对一些灾害事故进行的科学、有效的理论仿真模拟。这些理论是国内外相关学者通过一系列的科学实验，得出的一些经验模型公式，通常称之为灾害事故的机理模型。基于机理模型进行的灾难事故模拟仿真，往往由于公式过于复杂，计算量非常的庞大，通常都是通过一些图文信息进行仿真，相对的响应速度较慢。近年来，虚拟现实技术（VR）越来越广泛地应用于灾难仿真系统平台的设计与实现之中，目前国内外不少学者已经设计并实现了一些基于虚拟现实技术的仿真平台。传统基于虚拟现实技术的灾难仿真系统平台往往着眼于灾害事故的三维效果仿真，从计算机三维渲染技术上研究使得仿真结果更加的形象、生动、直观。不过，通常情况下，这种仿真往往与科学的机理模型有一定的差距。本文基于对上述两种仿真类型的仔细研究，以灾难事故的实时干预仿真为出发点，提出了一种灾难事故实时干预仿真系统平台的设计与实现方案。文中的仿真平台是以灾害事故机理模型与虚拟现实技术为基础，采用面向对象设计模式及多线程技术，同时引入了多线程计算及线程池的概念，并针对灾害事故的理论渲染模型进行简化设计，最终得以实现灾难事故的实时干预仿真。已实现平台的仿真实验表明，该平台具有非常友好的可视化交互界面，能够非常方便地对灾害事故仿真进行实时干预操作，同时平台的仿真效果会随之实时变化。因此使得基于平台的化工安全教育以及化工灾难演练变得更加真实有效。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-18
  1.1 课题研究背景  12-13
  1.2 课题研究内容  13
  1.3 国内外研究现状  13-15
  1.4 论文结构  15-18
第二章灾害场的设计与实现  18-22
  2.1 灾害场的概念  18
  2.2 灾害场的设计实现  18-20
    2.2.1 灾害预埋  19-20
    2.2.2 灾害触发  20
  2.3 本章小结  20-22
第三章灾害机理的实时干预  22-30
  3.1 机理模型仿真  22-24
  3.2 实时干预  24
  3.3 基于机理模型的计算与渲染简化  24-29
    3.3.1 面向对象设计  25-27
    3.3.2 线程池的引入  27-28
    3.3.3 渲染模型简化  28-29
  3.4 本章小结  29-30
第四章化工灾害实例封装  30-46
  4.1 实例封装  32-35
    4.1.1 灾害基类  33-34
    4.1.2 派生类  34-35
  4.2 毒气泄漏  35-38
    4.2.1 瞬时泄漏  35-36
    4.2.2 连续泄漏  36-37
    4.2.3 毒气泄漏流程逻辑  37-38
  4.3 火灾  38-41
    4.3.1 池火灾  40
    4.3.2 喷射火  40-41
  4.4 爆炸  41-44
    4.4.1 蒸气云爆炸 VCE  43
    4.4.2 沸腾液体扩展蒸汽爆炸 BLEVE  43
    4.4.3 储罐受外界火灾影响时的升压速率  43-44
  4.5 本章小节  44-46
第五章平台实现及运行  46-60
  5.1 单事故实时干预仿真  46-52
    5.1.1 毒气泄漏仿真  47-50
    5.1.2 火灾仿真  50-51
    5.1.3 爆炸仿真  51-52
  5.2 多事故灾害场仿真  52-53
  5.3 仿真系统平台  53-57
    5.3.1 可视化交互  53-56
    5.3.2 系统平台  56-57
  5.4 本章小结  57-60
第六章结论与展望  60-62
  6.1 结论  60-61
  6.2 工作展望  61-62
参考文献  62-64
致谢  64-66
研究成果及发表的学术论文  66-68
作者和导师简介  68-69
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  69-70

灾难仿真系统平台设计与开发

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