收藏本站
收藏 | 论文排版

基于虚拟现实平台的火灾场景计算与仿真研究

周德闯  
【摘要】: 近年来,随着计算机和信息处理技术的快速发展,虚拟现实技术越来越广泛的应用于多个科研领域。本文以构建的PC集群结构的火灾虚拟现实平台为基础,对虚拟现实技术在火灾研究领域中的应用进行了初步的探讨。虚拟现实技术本身涉及到多学科多领域的知识,本文的研究内容涉及的有计算机图形学、数值模拟方法、人工神经网络技术和.NET编程技术几个方面。本文开展的工作如下: 首先通过大量的文献调研,论述了在多台PC集群架构下开展虚拟现实仿真所涉及的关键技术。对基于PC集群的多通道可视化系统原理、MPI环境下的场景建模和视景驱动软件的基本理论方法、数据格式、系统结构、模块特性、多通道分布式渲染的实现原理、工作流程及相关的优化技术等内容进行了较全面的论述。 系统地论述了粒子系统理论的主要思想和方法,结合火灾场景中火焰和烟气的模拟对粒子系统进行了分析,并以2008北京奥运主火炬燃烧场景仿真为算例,采用数值计算的方法对奥运主火炬的燃烧特征参数和燃烧安全性进行了模拟,分析了燃烧火焰的温度、燃烧对火炬塔的影响、燃烧辐射热对鸟巢顶部钢材和ETFE抗辐射材料的加热效果,计算不仅为奥运主火炬的燃烧安全性评价提供了定量的参考依据,也为进一步的主火炬燃烧的视景仿真提供了粒子系统所需的数据。在此基础上,在Vega Prime仿真开发环境中使用自定义的粒子系统实现了奥运主火炬燃烧火焰和场景的仿真,并完成了在三通道虚拟现实平台上的三维立体呈现。 以大空间实验间为研究对象,设计了多种排烟条件的火灾场景,使用火灾动力学的大涡模型对大空间的烟气层降规律和排烟系统效率进行了模拟,分析了排烟风机启动时间、排烟流量、补风口高度、补风口面积和对称性对烟气层降的影响。并以这五个影响因素为输入参数,数值模拟实验数据为训练样本,构造了大空间烟层高度的BP神经网络计算模型,从而为发展快速预测火灾烟气层高度的工程计算模型提供了一种方法。 研究了.NET平台与Matlab的混合编程技术及Vega Prime环境下火灾烟气层的可视化和运动控制的方法,本文采用在VC++.NET平台调用matlab引擎的混合编程方式实现了与大空间烟层高度预测模型的数据交互,并以神经网络模型的计算结果数据控制Vega Prime中粒子系统表现的烟气层高度,实现了VR环境下符合真实火灾烟气运动规律的大空间火灾烟气层降的实时仿真。 最后,提出了本文研究工作中存在的不足及进一步完善的方法,并对今后将开展的研究内容进行了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李哲;苏莹;宁云隆;;基于粒子系统的虚拟烟花的建模与绘制[J];长春工业大学学报(自然科学版);2010年04期
2 康炳南;唐硕;许志;;在VTree中嵌入OpenGL尾焰的方法[J];计算机仿真;2007年01期
3 郑旭;;基于OGRE粒子系统的下雨效果模拟[J];软件导刊;2010年04期
4 李从信,吴秀芹,刘铁良;视景仿真技术在油田井下作业中的应用研究[J];系统仿真学报;2005年02期
5 胡天明;刘桂波;;基于OpenGL的汽车起重机驾驶模拟培训系统的研究[J];建设机械技术与管理;2010年10期
6 唐凯,康凤举,褚彦军;Vega中云的仿真方法[J];系统仿真学报;2005年09期
7 陶伟;应文烨;;基于Vega的虚拟海洋场景视景仿真[J];船海工程;2005年06期
8 王立文;李洪帅;王浩;;机场火灾场景的视景仿真研究[J];微电子学与计算机;2011年08期
9 高维;郭玺;李国;;视景仿真中车辆沙地打滑及其扬尘的研究[J];科技风;2008年07期
10 龚琳;王善斌;;真实感海洋视景仿真中的图形技术[J];中国水运(学术版);2007年06期
11 何鸿云;;列车运行视景仿真中雨雪的模拟[J];学术动态;2008年04期
12 苏虎,周美玉;列车驾驶视景仿真中自然现象的模拟[J];中国铁道科学;2003年01期
13 匡伶俐;张卫国;;虚拟现实在瓦斯爆炸中的应用[J];科技信息(学术研究);2007年20期
14 宋志明,康凤举,唐凯,褚彦军,高立娥;虚拟地空战场通用视景仿真软件系统的设计[J];计算机工程与应用;2004年12期
15 李锋;万刚;马伟;;视景仿真中实体云的建模与渲染技术[J];测绘科学技术学报;2007年01期
16 吴博;王全占;;列车驾驶仿真中车窗效果的仿真[J];计算机与现代化;2011年06期
17 叶子兵,杜扬,王冬,钱海兵;油库地面油罐消防虚拟现实系统的研究[J];后勤工程学院学报;2004年03期
18 马骏,朱衡君;基于动态纹理和粒子系统的喷泉模拟[J];北京交通大学学报;2005年01期
19 高霞;郝敦元;;三个神经元激发作用与抑制作用的对比性研究[J];内蒙古大学学报(自然科学版);2008年04期
20 汪继文;余洋;李玉梅;;基于粒子系统的陨石爆炸模拟[J];计算机技术与发展;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 秦建明;李楠;刘青;谢刚生;;虚拟现实在城市规划中的辅助决策作用[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
2 侯艳芳;冯红梅;;基于神经网络的调制识别算法的研究[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
3 张繁昌;曲寿利;康仁华;;用神经网络求取孔隙度[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
4 沈建荣;杨林泉;陈琳;;神经网络的稳定性判据与区域经济结构调整[A];系统工程与可持续发展战略——中国系统工程学会第十届年会论文集[C];1998年
5 石山铭;李富兰;丁俊丽;;神经网络的知识获取[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第1卷)[C];1991年
6 吴清烈;徐南荣;;基于神经网络的一种多目标决策方法[A];复杂巨系统理论·方法·应用——中国系统工程学会第八届学术年会论文集[C];1994年
7 李晓钟;汪培庄;罗承忠;;神经网络与模糊逻辑[A];中国系统工程学会模糊数学与模糊系统委员会第五届年会论文选集[C];1990年
8 徐孝涵;;“神经网络”研究综述[A];中国系统工程学会模糊数学与模糊系统委员会第五届年会论文选集[C];1990年
9 王科俊;王克成;李国斌;;使用神经网络进行船舶横摇运动的时间序列预报[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1996年
10 赵勇;徐诚;樊黎霞;;基于神经网络的零件加工工艺生成[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周德闯;基于虚拟现实平台的火灾场景计算与仿真研究[D];中国科学技术大学;2009年
2 陈蕾;粒子系统理论及其在飞行模拟器实时视景仿真中的应用研究[D];吉林大学;2004年
3 刘志祥;深部开采高阶段尾砂充填体力学与非线性优化设计[D];中南大学;2005年
4 戴雪龙;PET探测器神经网络定位方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
5 马戎;智能控制技术在炼钢电弧炉中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
6 文敦伟;面向多智能体和神经网络的智能控制研究[D];中南大学;2001年
7 吴大宏;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究[D];西南交通大学;2003年
8 杜文斌;基于神经网络的冠心病证候诊断标准与药效评价模型研究[D];辽宁中医学院;2004年
9 熊雪梅;参数化模糊遗传神经网络及在植物病害预测的应用[D];南京农业大学;2004年
10 李智;电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究[D];东北大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈姝慧;三维煤矿虚拟现实系统的实现[D];吉林大学;2008年
2 邱建新;管材内高压成形的计算机模拟研究及其工艺参数优化[D];河北工业大学;2005年
3 杨立儒;基于神经网络的电路故障诊断的研究与实现[D];解放军信息工程大学;2010年
4 刘兰兰;基于神经网络和遗传算法的H型钢粗轧工艺参数优化研究[D];山东大学;2011年
5 田鹏明;基于神经网络的振动主动控制研究[D];太原理工大学;2012年
6 姜宇;发动机裂解设备故障诊断技术的研究[D];吉林大学;2012年
7 王平侠;基于虚拟现实的虚拟养鱼系统研究与应用[D];上海师范大学;2005年
8 邢远凯;基于决策树和遗传算法的神经网络研究及应用[D];浙江大学;2010年
9 高宝建;基于神经网络的月降水预报模型在洪泽湖的应用研究[D];南京信息工程大学;2012年
10 张丹;基于OpenGL的飞行视景仿真研究[D];北京邮电大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘学习;ORAD发布虚拟现实系统[N];计算机世界;2002年
2 通讯员 许忠 卢林潭 刘文辉;吐哈油田井位论证首次应用虚拟现实系统[N];哈密报(汉);2008年
3 金绍文;蓬莱建成城市三维虚拟现实系统[N];中国测绘报;2009年
4 本报记者 潘文敏;市民足不出户将可游览韶城[N];韶关日报;2010年
5 通讯员 朱江 冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
6 吉林 刘春鹏;巧用粒子系统打造暗号图[N];电脑报;2005年
7 记者 许忠通讯员 卢林潭 刘文辉;吐哈首次将虚拟现实系统应用于井位论证[N];中国石油报;2008年
8 于翔;数字神经网络中的协同应用[N];网络世界;2009年
9 健康时报特约记者  张献怀;干细胞移植:修复受损的神经网络[N];健康时报;2006年
10 邱朱胜;3D Studio MAX粒子系统的应用[N];中国电脑教育报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978