复杂地形下毒害性气体扩散的实时模拟与可视化技术.docx

复杂地形下毒害性气体扩散的实时模拟与可视化技术

目录

内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1.1复杂地形对毒害性气体扩散的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.2实时模拟与可视化的需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2.1毒害性气体扩散模型研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.2复杂地形模拟技术进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.3可视化技术在安全领域的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

复杂地形模拟技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.1地形数据采集与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.1.1地形信息获取方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.1.2地形数据预处理技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.2地形建模与网格划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.2.1地形建模方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.2.2网格划分策略与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.3地形对气体扩散的影响分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.3.1地形坡度与气体扩散．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.3.2地形障碍物对气体扩散的阻碍作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

毒害性气体扩散模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

3.1气体扩散基本理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.1.1质量守恒方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.1.2运动方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.1.3能量方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.2模型建立与参数确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.2.1模型选择与适应性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.2.2参数取值与优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.3模型验证与校正．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.3.1实验数据验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.3.2模型校正与改进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

实时模拟与可视化技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

4.1实时模拟算法研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.1.1模拟算法优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

4.1.2实时性分析与性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

4.2可视化技术与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

4.2.1可视化效果评价指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

4.2.2可视化算法与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.3实时模拟与可视化系统的设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

4.3.1系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

4.3