地下矿CA粒子系统火灾蔓延仿真
森林火灾防控仿真系统的研究与设计
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森林火灾防控仿真系统的研究与设计森林火灾是严重威胁人类安全和自然生态平衡的自然灾害之一、为了提高森林火灾的防控能力,有必要开展森林火灾防控仿真系统的研究与设计。
森林火灾防控仿真系统是一种通过模拟和模型验证的方法,用于分析、预测和评估火灾发生和蔓延过程,提供科学的防火决策和应急响应指导的系统。
通过模拟模型,可以模拟火灾蔓延的速度、火势大小、烟雾扩散等情况,进而对火灾防控措施的有效性进行评估和优化。
接下来,本文将介绍森林火灾防控仿真系统的研究与设计。
首先,森林火灾防控仿真系统需要建立一个合理的火灾蔓延模型。
这个模型可以通过火灾历史数据和实测数据进行参数估计和验证。
其中,火源、风向风速、地形地貌等因素需要被纳入模型考虑的因素。
通过对火灾蔓延模型的建立,可以模拟不同条件下火灾的发展过程,并根据模拟结果对防火措施进行评估。
其次,森林火灾防控仿真系统应该具备良好的用户界面和操作体验。
由于火灾防控工作的复杂性和紧急性,系统需要提供直观、方便的操作界面,使用户能够快速了解火灾信息、选择合适的防火措施。
此外,系统还应该提供实时性强的数据更新功能,保证用户获取最新的火灾信息。
第三,森林火灾防控仿真系统还需要具备评估和优化防火措施的功能。
通过模拟模型,系统可以评估不同防火措施的效果,包括防火隔离带的宽度、灭火剂的使用量、监测设备的布置等。
同时,系统还可以根据火灾实时变化的情况,即时调整防火措施,以实现最佳的防火效果。
最后,森林火灾防控仿真系统还需要具备灾后评估和教育培训的功能。
在火灾发生后,系统可以收集并分析火灾数据,对火灾蔓延模型进行校准和验证,提供科学的灾后评估报告。
此外,系统还可以用于培训和教育,模拟不同火灾情况下的应急响应和灭火行动,提高防火队员和相关人员的应对能力和处理水平。
综上所述,森林火灾防控仿真系统的研究与设计是一个复杂而重要的工作。
通过合理建立火灾蔓延模型、设计良好的用户界面、评估和优化防火措施、实现灾后评估和教育培训等功能,可以提高森林火灾的防控能力,保障人类安全和自然生态平衡的稳定。
模拟火灾场景仿真与建筑疏散模型优化
![模拟火灾场景仿真与建筑疏散模型优化](https://img.taocdn.com/s3/m/2b498751571252d380eb6294dd88d0d233d43c8a.png)
模拟火灾场景仿真与建筑疏散模型优化模拟火灾场景仿真与建筑疏散模型优化引言:火灾是一种突发性的灾害事件,发生时常常造成巨大的人员伤亡和财产损失。
为了高效、迅速地疏散人员并减少伤亡,建筑疏散模型的优化变得非常重要。
本文将介绍模拟火灾场景为基础的建筑疏散模型,并探讨了优化这一模型的方法。
一、火灾场景模拟1. 模拟建筑结构和人员分布在火灾场景仿真中,首先需要建立建筑的模型,并确定人员在建筑中的分布。
这可以通过建筑的平面图或三维模型来实现。
建筑内部的房间、通道和出口等元素都需要精确地建模,以便能够准确模拟火灾发生时人员的运动轨迹。
2. 模拟火灾蔓延在建筑模型中引入火灾蔓延的模拟是关键的一步。
火灾蔓延的模拟可以基于多种因素,如可燃物的存在、温度分布和风的影响等。
通过模拟火焰的传播,可以预测火灾的蔓延速度和范围,以便更好地指导人员疏散。
3. 模拟人员疏散行为人员疏散行为的模拟是模拟火灾场景中最关键的部分之一。
人员的疏散行为包括寻找最短的逃生路径、避免火源和烟雾的侵袭、遵循逃生标志的指引等。
通过将人员的行为建模为复杂网络和智能算法的结合,可以更真实地模拟人员在火灾发生时的行为。
二、建筑疏散模型的优化1. 优化逃生路径选择逃生路径的选择对于人员疏散的速度和效果至关重要。
疏散路径的选择通常可以基于最短路径、最少火源和烟雾侵袭的路径等标准进行优化。
2. 优化逃生标志和疏散指引的布置逃生标志和疏散指引在火灾发生时起着至关重要的作用。
通过优化逃生标志和疏散指引的布置位置,可以更好地引导人员找到最短的逃生路径。
3. 疏散模型的参数优化建筑疏散模型中往往有许多参数需要优化。
通过对疏散模型中的参数进行优化,可以提高疏散效率并减少人员伤亡。
例如,可以优化人员的行走速度、逃生标志的亮度和大小等参数。
4. 优化建筑结构和防火设施为了更好地进行疏散,建筑的结构和防火设施也需要进行优化。
例如,可以提高通道的宽度和数量,增加安全出口的数量,完善自动报警系统和灭火器材的设施等。
矿山救援虚拟仿真系统方案
![矿山救援虚拟仿真系统方案](https://img.taocdn.com/s3/m/ab94a5edfe4733687f21aa28.png)
矿山救援虚拟仿真系统方案目录1.概况 (1)1.1 简介 (1)1.2系统整体架构图 (2)1.3操作图 (2)2.灾害模拟 (3)2.1 冒顶事故防治 (4)2.1.1冒顶灾害事故特点 (4)2.1.2冒顶预兆 (5)2.2其它灾害图例 (15)2.2.1火灾事故防治 (15)2.2.2瓦斯防治 (16)2.2.3水灾防治 (17)2.2.4煤尘防治 (18)3.救援装备培训模块 (18)3.1装备展示及基本知识(基础教学) (19)3.2装备结构组成及原理(设备结构) (20)3.3故障排除 (21)4.救灾演练和评估模块 (21)4.1救灾演练 (22)4.1.1灾害场景编辑与选择 (25)4.1.2角色选择 (28)4.1.3事故推演 (28)4.1.4辅助功能 (34)4.2自救逃生 (37)4.3演练评估 (37)1.概况1.1 简介随着近几年虚拟现实技术的迅猛发展,各行各业都都通过VR技术进行仿真培训。
由于矿山救援的危险性、事故不可再现等特性,更使得矿山救援培训适合用VR技术来实现。
矿山救援仿真培训系统结合矿山事故的发生、发展以及救援处置等过程,利用计算机虚拟仿真技术和3D立体显示技术,学员通过佩戴虚拟现实头盔,将自己完全沉浸在煤矿仿真环境中,利用VR技术身临其境的体验灾害效果。
针对煤矿事故的特点,系统可包括从灾害征兆出现,到事故发生,再到最后的自救逃生与救护救援(包括救援工具的使用培训)等一系列虚拟培训和演练。
矿山救援虚拟仿真培训系统包含三大模块:灾害模拟模块、救援装备培训模块、救灾演练模和评估模块。
各个模拟演练模块都既包含讲解演示功能与交互培训功能。
学员可通过佩戴VR头盔,利用外接手柄设备实现与计算机中软件的交互操作,在感受真实场景的同时,进行问答式交互学习与虚拟实战演练。
1.2系统整体架构图1.3现场操作图2.灾害模拟煤矿自然灾害一直是煤矿生产中最严肃的问题,不仅影响到煤矿工人的生命安全,也给社会和家庭造成巨大的损失,所以对于矿工的灾害预防和应急措施的培训也是重中之重。
火灾蔓延仿真模型的建立与验证研究
![火灾蔓延仿真模型的建立与验证研究](https://img.taocdn.com/s3/m/f4e02b5359fafab069dc5022aaea998fcd22406a.png)
火灾蔓延仿真模型的建立与验证研究近年来,火灾事故频发,给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
为了有效地预防和控制火灾,建立一套准确可靠的火灾蔓延仿真模型显得尤为重要。
本文将探讨火灾蔓延仿真模型的建立与验证研究。
首先,建立火灾蔓延仿真模型需要考虑多个因素。
火灾的蔓延受到建筑结构、可燃物质、气流条件等多个因素的影响。
因此,在建立火灾蔓延仿真模型时,需要综合考虑这些因素,并建立相应的数学模型。
例如,可以利用热传导方程来描述火灾在建筑结构中的传播过程,利用质量守恒方程和动量守恒方程来描述火灾中的气流运动。
通过将这些方程进行数值求解,可以得到火灾蔓延的数值模拟结果。
其次,验证火灾蔓延仿真模型的准确性是至关重要的。
只有通过与实际火灾事件的观测数据进行比对,才能验证模型的有效性。
在验证过程中,需要收集实际火灾事件的相关数据,如火势扩散速度、温度分布等。
然后,将这些数据与仿真模型的结果进行对比,评估模型的准确性。
如果模型的结果与实际数据相符合,则说明模型具有较高的可信度。
此外,火灾蔓延仿真模型的建立与验证还需要考虑不同场景下的适用性。
火灾往往发生在不同类型的建筑物中,如住宅、商业建筑等。
不同类型的建筑物具有不同的结构特点和材料组成,因此火灾蔓延的规律也会有所不同。
在建立和验证模型时,需要针对不同类型的建筑物进行研究,确保模型在不同场景下的适用性。
最后,火灾蔓延仿真模型的建立与验证研究还需要考虑实际应用的可行性。
如果模型的建立和验证过程过于复杂,难以操作和应用,那么其实际价值将大打折扣。
因此,在研究中需要尽量简化模型的建立和验证过程,提高模型的实用性。
同时,还需要考虑模型的计算效率,以便能够在实际应用中快速进行火灾蔓延预测和控制。
综上所述,火灾蔓延仿真模型的建立与验证研究是一项重要而复杂的工作。
通过综合考虑火灾蔓延的多个因素,建立相应的数学模型,并与实际数据进行对比验证,可以得到准确可靠的火灾蔓延仿真模型。
这将为预防和控制火灾提供有力的科学依据。
火灾发生与蔓延过程的数值模拟研究
![火灾发生与蔓延过程的数值模拟研究](https://img.taocdn.com/s3/m/fcaf9f280a4e767f5acfa1c7aa00b52acec79c70.png)
火灾发生与蔓延过程的数值模拟研究第一章:引言火灾一旦发生,其速度和规模都很难预测。
为了提高火灾的防范和应对措施,科研人员开始利用数值模拟技术对火灾发生与蔓延过程进行研究,以帮助决策者更好地响应火灾应急。
本文旨在介绍火灾发生与蔓延过程的数值模拟研究,包括火灾数学模型的建立、模拟方法的介绍以及案例分析等。
第二章:火灾数学模型的建立火灾温度场的描述是火灾数学模型研究的核心问题。
一般来讲,火灾数学模型可以分为离散模型和连续模型两种。
1. 离散模型离散模型采用零维、一维和二维等离散化的方式来描述火灾温度场,并对火灾区域内的每个离散点进行计算。
根据火灾发生机理和现场状况,离散模型分为时间离散和空间离散两种。
时间离散模型主要是利用数值方法对火灾蔓延过程进行模拟,通过离散化时间可以计算出每个时刻火场温度场的分布情况。
空间离散模型则采用网格计算的方法对火场进行离散化,通过建立网格模型计算每个网格点的温度分布情况。
2. 连续模型连续模型则采用连续分布函数对火灾温度场进行描述,通过求解数学方程来预测火灾温度场的变化。
连续模型分为自由面模型和收缩过程模型两种。
自由面模型主要是通过自由面相火焰高度和火焰温度的关系来推导温度场分布;而收缩过程模型则是通过分析火焰收缩过程的物理特性,来预测火焰温度分布的变化。
第三章:火灾数值模拟方法的介绍数值模拟方法指的是将火灾数学模型转化为计算机可执行的代码,利用计算机进行模拟计算和可视化分析。
下面介绍几种常见的火灾数值模拟方法:1. CFD方法CFD(Computational Fluid Dynamics)方法是一种利用计算机数值模拟流体流动的方法。
在火灾数值模拟中,CFD方法主要是对火灾温度场和火灾烟气运动的模拟,旨在分析火灾蔓延过程中火焰的扩散速度和温度分布等参数。
2. FEM方法FEM(Finite Element Method)方法是一种通过将一个区域离散化为数个小区域,将其变成一个有限元体系进行数值计算的方法。
地下工程火灾烟气蔓延及控制
![地下工程火灾烟气蔓延及控制](https://img.taocdn.com/s3/m/7d01c80ab52acfc789ebc9d4.png)
但是 ,此 时 的进 出 口在 没有排 烟设 备 的情 况 下 ,将 会成 为喷 烟 口 ,高温 浓 烟 的扩 散方 向与 人员 疏散方
1 引 言
物。 。产 生烟气 的燃 烧状 况 ,即 明火燃 烧 、热解 和
阴燃 ,影 响烟 气 的生成 量 、成份 和特性 。明火燃 烧
建 筑一 旦发 生火灾 ,烟气在 垂直 方 向的扩散 流 动 路线 与人们 的疏 散行 动路 线相 反 ,只要人 逃 到着
时 ,可产 生碳 黑 ,以微 小 固相颗 粒 的形 式 分布在 火
各 种 烟 气 控 制 方 法 ,为 地 下 工 程 选 用 合 适 的火 灾 烟 气 控 制 系 统 建 立 理 论 基 础 。 关键词 : 下工程 地
中图 分 类 号 :T 7 +2 D5 文 献 标 识 码 :A
U NDERGRo UND RE M o KE PREAD FI S S AND CoN TRo L ETHo DS M
维普资讯
第 1 6卷 第 3 期 20 0 7年 3月
中 国 矿 业
CH I NA I I M N NG AGAZI M .
M ac 2 7 rh 00
地 下 工程 火 灾烟 气 蔓延 及 控 制 *
火层 以下就 比较 安 全 。但 是 地 下建 筑 有 其 特 殊性 ,
地下 建筑 出入 口少 ,又 没有 直通 室外 的窗 、洞 ,发
生火 灾 ,人员 逃生别 无 选 择 ,往 往从 进 出 口逃 生 。
焰 和烟气 中。在火 焰 的高温作 用 下 ,可燃物 可发 生 热解 ,析 出可 燃 蒸 汽 如 聚合 物 单 体 、部 分 氧 化 产 物 、聚合链 等 。在其 析 出过程 中 ,部分 组分 可凝 聚
【国家自然科学基金】_森林火灾模型_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
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2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
科研热词 森林保护学 路径选择 计量模型 视频监控 表面火蔓延 精准区划模型 碳排放 研究进展 相关性 火险区划 火灾 气象因子 模型 森林防火 森林火灾 最小二乘法 时滞 手电筒模型 平衡含水率 展望 地理信息系统 圆的正多边形逼近 固体可燃物 含碳气体排放 同步跟踪 可燃物 janus算法
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
科研热词 推荐指数 领域本体 1 预测 1 非典型性肺炎 1 零膨胀poisson回归模型 1 适用性 1 评价模型 1 解析 1 蒙特卡洛方法 1 自组织临界状态 1 自组织临界性 1 算法复杂度 1 渗透理论 1 流行病 1 森林防火 1 森林灭火 1 森林火灾数据,统计建模 1 林火蔓延 1 成矿预测 1 成矿理论 1 广义自相似性 1 奇异性 1 复杂性理论 1 国防经济 1 回归分析模型 1 可视化 1 卫星技术 1 协同决策 1 仿真模型 1 logistic回归模型 1
2014年 序号 1 2 3 4 5
2014年 科研热词 森林火灾 数据分块 开放遥感平台 并行计算 工作流 推荐指数 1 1 1 1 1
科研热词 推荐指数 森林火灾 5 马氏距离 1 颜色空间 1 辐射传输模型 1 线性动力系统 1 粒子群优化 1 空间分布 1 福建省 1 理化参数 1 灾害应急物资需求 1 火干扰 1 水文模型 1 森林砍伐 1 森林火灾检测 1 林火 1 最大熵模型 1 时间序列 1 径流 1 建模 1 广义线性模型 1 尺度 1 小样本振荡序列fourier-gm(1,1) 1 多智能体 1 多时相遥感影像 1 图像匹配 1 动态纹理 1 分形 1 净初级生产力 1 关联函数 1 仿真 1 人员疏散 1 互信息 1 prospect 1 prosail 1 casa 1 adaboost分类器 1
基于粒子系统的火灾特效仿真研究
![基于粒子系统的火灾特效仿真研究](https://img.taocdn.com/s3/m/dd380e2b482fb4daa58d4b6f.png)
规则物体最为成功的图形生成算法之一 。虽然粒 子系统模拟方法 的精度不能满 足工程应用 的需 要, 但能捕获流体运动的基本特征 , 满足很好的视 觉效果 。火灾场景呈现中最重要的就是如何使用 粒子系统来表现逼真的火焰和烟雾 。
运动 , 从而表现出景物的总体形态和特征的动态
1 粒子 系统 的基本原理
一
粒子系统方法的基本思想是用许多形状简单
且 富有生 命 的微 小 粒子 作 为 基 本元 素 , 要 模 拟 把
一
种 图形 生成 算 法 。 18 93年 R ee 次 系统 地 evs首
提 出了应用 粒 子系统 模 拟虚拟 场 景 中不 规则 物体 的方 法 … 。迄今 为止 , 子 系统 被 认 为 是 模 拟不 粒
收稿 日期 : 0 1 7—0 2 1 —0 9
变化 。
作者 简介 : 郭燕( 9 5 , , 18 一) 女 山东荷泽人 , 在读研 究生 , 主要研究 方 向: 系统 安全理论 与应用 , - a :uy n 10 13 c m; E m i go a l9 @ 6 . o 程乃 l 伟 (90一) 男 , 16 , 辽宁沈 阳人 , 教授 , 主要研 究方向 : 系统工程信息化安全 , — a :n 20 @13 cr。 安全 Em l w 0 1 6 . o i c n
果 的渲染 尺 寸进行 缩放 。
21 1 创建火灾模拟效果 ..
定义 一个新 的 vg 应 用程 序 , ea 首先 新建 一 个 应用 程序 定义 文件 , 然后 添加模 型对 象 , 这里添 加 名 为 twnf 的模 型 对 象 , 模 型 对 象 加 入 场 景 o .t i 将 中 , 义虚 拟 场 景 中 的运 动模 式 , 用 vg 定 采 ea自带 的 “r e 模式 ,y x的默 认 值设 定 好 了观 察 者 、 d v” i Ln 通道 、 口等 必 要 参 数 , 样 一 个 简 单 的 vg 窗 这 ea场 景 就定 义好 了 , 单击 工具 栏上 的“ t ePei Acv rve i w”
基于虚拟现实技术开发的矿山救援虚拟仿真演练系统
![基于虚拟现实技术开发的矿山救援虚拟仿真演练系统](https://img.taocdn.com/s3/m/4242641d590216fc700abb68a98271fe910eafba.png)
基于虚拟现实技术开发的矿山救援虚拟仿真演练系统
侯建明;杨俊燕
【期刊名称】《矿业安全与环保》
【年(卷),期】2018(045)005
【摘要】为提高矿山救援队伍的救灾实战能力,提升日常训练效果,基于Unity3 D 虚拟现实开发平台,结合救援演练内容,设计出矿山救援虚拟仿真演练系统实现框架.采用高质量建模技术建立救援模型和场景,在数据库数据管理的基础上,利用基于时间尺度的知识推理方法,实现火灾、水灾、煤与瓦斯突出、煤尘爆炸和顶板灾害等5种灾害动态场景的模拟和控制,采用IK骨骼控制、有机状态机技术实现系统交互控制.最终形成了基于虚拟现实技术的矿山救援虚拟仿真演练系统,可为仿真演练技术在灾害救援领域的应用提供参考.
【总页数】5页(P47-50,54)
【作者】侯建明;杨俊燕
【作者单位】四川省安全生产应急救援指挥中心,四川成都610000;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400039
【正文语种】中文
【中图分类】TD77;X925;TP391.98
【相关文献】
1.基于3D虚拟仿真技术的矿山救援医疗急救培训系统设计与实现 [J], 刘雄;李海洋;蒋旭刚
2.基于虚拟仿真技术开发的安全培训演练系统 [J], 刘晓丹;张东旭;赵英君;史锐
3.基于虚拟现实技术的水下生产系统虚拟仿真系统研究 [J], 马强;安维峥;柳依何;贾纪川;顾继俊
4.基于MVC模式的大型港口油料消防演练虚拟仿真系统 [J], 易祥烈;鲁梦昆;孙兆龙
5.基于认知弹性理论的矿山救援虚拟现实培训系统设计 [J], 刘鹏;曾栋
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第3章 火灾蔓延
![第3章 火灾蔓延](https://img.taocdn.com/s3/m/f56a6c0d844769eae009edbe.png)
3、火灾烟气的毒性评价
(1)一般采用LC50作为烟气毒性的衡量标准。 定义为:某种气体能导致50%的动物死亡的浓度 (mg/l或其他浓度单位)。需要指出的是该参数值并 不是材料的固有特性,它和测试动物、测试仪器、材 料燃烧所产生的毒性,尤其是动物在烟气中暴露的时 间长短有关.一般情况下,LC50值的大小和暴露时间成 反比,通常在实验中取暴露时间为30min(以及随后 14d的观察期)。
(2)火灾烟气的减光性。
可见光波长为λ=0.4~0.7um(微米),一 般火灾烟气中烟粒子直径d为几微米到几十微 米,即d>2λ(可见光波长),这些烟粒子对 可见光是不适应的,即对可见光有完全的遮蔽 作用。当烟气弥漫时,可见光因受到烟粒子的 遮蔽而大大减弱,能见度大大降低,这就是烟 气的减光性。同时,加上烟气中的有些气体对 人的肉眼有极大的刺激性,如HCL、NH3、HF、 SO2、CL2等等使人睁不开眼,从而使人们在 疏散过程中的行进速度大大降低。
(2)N-气体模型
NIST提出N-气体模型,用该模型预测建筑火灾 中烟气毒性的大小。其假设为:火灾中大多数 材料的燃烧毒性主要是由为数不多的几种气体 产生的。这几种气体是CO,CO2,HCN,HCl 和HBr以及考虑到缺氧的后果 。主要有FED及 FEC两种有效分数。
剂量的有效分数 FED
可简化为
美国NIST机构,它有火灾燃烧实验室,纪录了 真实的大火蔓延过程。 如此快速的燃烧,烟感报警器只有4--5秒报警 时间,之后可能被烧毁。即使有烟感器,人员 也相当危险。任何的犹豫迟缓,妄图灭火,带 走财物都是极端愚蠢的。烟感器只有当烟粒子 达到一定浓度才鸣响,只要听到响,已经相当 危险,唯一要做的就是最快速度离开。
火灾烟气的毒害性
第三、烟气中的悬浮微粒也是有害的,危害最大的是 颗粒直径小于10微米的飘尘,它们肉眼看不见,飘游 在空气中,当呼吸进人体肺部时,粘附并聚集在肺泡 壁上,可随血液送至全身,引起呼吸道疼痛,增大心 脏病死亡率。 第四、火灾烟气具有较高的温度,这对人们也是一个 很℃以上。人们对 高温烟气的忍耐性是有限的。在60℃时可短时忍受, 在120℃时15分钟内就将产生不可恢复的损伤;烟气温 度进一步提高,损伤时间更短,140℃时约为5分钟, 170℃时约为1分钟,而在几的高温烟气中是一分 钟也无法忍受的。
flacs使用手册
![flacs使用手册](https://img.taocdn.com/s3/m/c260f9faf021dd36a32d7375a417866fb84ac0d8.png)
flacs使用手册FLACS 使用手册FLACS 是一种基于计算流体力学(CFD)的火灾与爆炸仿真软件,它能够帮助我们分析和预测火灾和爆炸事故的发展过程。
本手册将向您介绍 FLACS 的主要功能以及如何正确地使用它来进行火灾和爆炸仿真。
1. FLACS 简介1.1 火灾和爆炸仿真的重要性1.2 FLACS 的优势和特点1.3 FLACS 的应用领域2. 安装和配置2.1 系统要求2.2 安装步骤2.3 许可证激活3. 工作空间3.1 FLACS 的界面介绍3.2 工作区设置3.3 项目管理4. 模型创建4.1 几何建模4.2 边界条件的设定4.3 物理参数的设定5. 火灾和爆炸参数设定5.1 燃烧模型选择5.2 燃烧物质的输入5.3 初始条件设定6. 运行仿真6.1 网格划分和求解控制 6.2 初始化和求解6.3 结果输出与分析7. 结果分析7.1 火灾发展过程分析 7.2 爆炸波传播分析7.3 关键性能参数输出8. 优化和改进8.1 参数敏感性分析8.2 模型验证和验证8.3 优化策略9. 案例研究9.1 工业厂房火灾仿真9.2 石化装置爆炸模拟9.3 建筑物疏散模拟10. 常见问题解答10.1 FLACS 仿真结果的准确性如何保证?10.2 如何提高 FLACS 的计算效率?10.3 如何解决 FLACS 中的报错问题?请注意,本手册只是对 FLACS 使用的简要介绍,具体的操作和细节请参考 FLACS 的官方文档或相关教程。
使用 FLACS 进行火灾和爆炸仿真时,务必遵守相关的安全规定和操作规程,确保信息的准确性和可靠性。
总结:本手册为您提供了 FLACS 的简要介绍、安装和配置、模型创建、仿真运行、结果分析、优化改进、案例研究以及常见问题解答等内容。
希望本手册能够帮助您更好地理解和使用 FLACS 进行火灾和爆炸仿真。
如有任何疑问或技术支持需求,请咨询 FLACS 的官方网站或联系技术支持团队。
地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析
![地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析](https://img.taocdn.com/s3/m/99a5c448591b6bd97f192279168884868762b8c0.png)
地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析地下隧道工程多数是在复杂的地质环境中进行,而在隧道工程中,如何预测和抵制灾害风险一直是难点和热点问题。
其中爆炸灾害是较为严重的一种情况。
因此,进行地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析的研究,对提高隧道工程安全性具有重要意义。
一、地下隧道爆炸灾害模拟原理地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析是通过建立数学模型,模拟爆炸过程及其对地下结构环境的影响,从而预测灾害的程度和范围。
数值模拟主要包括以下几个过程:1.建模:根据实际情况,将空间划分为若干有限元单元,并采用有限元方法建立模型。
2.激波传递计算:采用欧拉方程和Riemann问题求解器,模拟激波在隧道中传播并对其影响进行分析。
3.材料响应计算:模拟各种结构材料在流体作用下的响应,包括应力、应变和变形等。
4.动力响应计算:模拟某些结构和地质环境的响应,包括加速度、位移、速度和应力等。
5.应变能量计算:计算能量传递的量和方向,评估结构的稳定性和破坏。
二、地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析的需要地下隧道工程往往是在复杂的地质环境中进行的,预测和控制灾害风险是保障隧道工程施工和运行安全的重要环节。
然而,爆炸灾害是最危险的一种环境因素,预测和控制其风险具有难度。
通过地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析,可以得到以下优势:1. 准确预测爆炸灾害危害程度和范围,帮助工程师和决策者在工程规划和设计阶段确定合适的安全措施。
2. 提供科学依据,可帮助决策者制定相应的爆炸灾害应急预案,保障隧道工程安全运行。
3. 通过模拟和分析,可发现隧道内其他潜在的安全隐患,从而提高对隧道安全的警惕性。
三、地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析的相关技术地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析相关技术目前已比较成熟。
主要技术包括以下几种:1. 有限元方法:包括静力和动力分析,可以模拟地下结构的响应。
2. 计算流体动力学(CFD)方法:适用于模拟爆炸前后介质的流动情况,具有较好的可视化效果。
3. 离散元方法(DEM):适用于模拟大规模碎屑流影响,可以使该方法在理解隧道破坏机理和灾害减缓方面具有明显的优势。
地表火蔓延的真实感仿真
![地表火蔓延的真实感仿真](https://img.taocdn.com/s3/m/e73fad918662caaedd3383c4bb4cf7ec4afeb69e.png)
文章编号1004 - 4574 2012 02 -0180 - 07地表火蔓延的真实感仿真刘世光1,2 ,傅应坻1 ,蒋浴芹1(1.天津大学计算机科学与技术学院,天津300072;2.中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室,北京100190)摘要:地表火蔓延的计算机仿真在火灾的扑救、预防及评估等方面具有重要的应用价值。
现有的研究大多偏重于火焰蔓延的数值模拟和简单可视化,影响了人们对火灾蔓延的直观认识和临场感。
提出了一种基于图形绘制技术的地表火蔓延的真实感仿真技术。
首先,根据地表火蔓延的物理规律,并考虑到地形、气候和可燃物等因素的影响,提出了一种基于R ot h er m e l模型的地表火随时间变化蔓延的建模方法。
然后,采用基于G I S地形数据和高程图绘制相结合的方法绘制场景地形。
再改进传统的粒子系统绘制技术对火焰进行真实感绘制。
该方法可以通过变化不同的参数而富有真实感地再现不同环境条件下地表火蔓延场景,能够为灭火决策提供依据。
最后,文中给出了不同条件下地表火场景的绘制结果。
关键词:自然灾害仿真;地表火;蔓延;真实感;物理模型中图分类号:TP391 文献标志码:AS u r f ac e f ir e s p r e a d i n g s i mu l a t i o n with r e a li s t i c i mp r ess i o nLIU S h i g u a n g1,2,FU Y i n gc h i1,J I ANG Yuq i n1(1.Sc h oo l of Comp u t e r Sc i e n c e and Tec hn o l ogy,T i a n ji n Un i ve rs i t y,T i a n ji n 300072,C h i n a;2.St ate KeyLab ofComp u t e r Sc i e n c e,I n st i t u te of So ft ware,C h i n e se Academy of Sc i e n ce s,B e iji n g 100190,C h i n a)Ab s t r ac t:S i mu l at i o n of f i re s p rea d i n g can be found to have w i d e a pp li cat i o n s in d i saster resc u e,p reve n t i o n and as- sess m e n t,etc.Prev i o u s works focuse d on the num er i ca l a n a l ys i s of f i re s p rea d i n g,w h i c h was not rea li st i c and i n- f l u e n ce d the u ser’s und ersta nd i n g of t h i s ph e n o m e n o n.T h i s paper propo se s a n ove l method for rea li st i c s i mu l at i o n of f i re s p rea d i n g based on co mputer gra ph i cs tec hn i qu es. F i rst,t h e s p rea d i n g of f i re on terra i n i s s i mu l ate d based on R ot h er m e l m o d e l co n s i d er i n g the i mp act factors of the terra i n,weat h er co nd i t i o n s,a nd so o n.T h e n,terra i n gragh was o b ta i n e d based on G I S data and e l evat i o n m a p. 3D f i re i s d i s p l aye d by i mp rov i n g the c l ass i ca l meth od of p art i c l e syste m s.T h i s method can be used for rea li st i c s i mu l at i o n of surface f i re s p rea d i n g scenes under d i ffere n t e n v i ro nm e n t co nd i t i o n s. The paper gave var i o u s graph res u l ts to ill u stragte the m et h o d.K e y w o r d s:n at u ra l d i saster s i mu l at i o n;surface f i re;s p rea d i n g;rea li st i c i mp ress i o n;ph ys i ca l m o d e l地表火蔓延是一种多相的、不同组分的可燃物在不同的气象条件(温度、湿度、风向、风力等)和地形影响下燃烧和运动的极其复杂的现象。
中级消防设施操作员练习题(含答案)
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中级消防设施操作员练习题(含答案)一、单选题(共75题,每题1分,共75分)1.微型消防站应在建筑物内部和避难层设置消防器材存放点,可根据需要在建筑之间分区域设置消防器材存放点。
( )A、×B、√正确答案:B2.( )都有维护消防安全、保护消防设施、预防⽕灾、报告⽕警的义务。
A、单位职⽕B、成年⽕C、任何个⽕D、消防⽕员正确答案:C3.⽕灾确认后,消防控制室值班⽕员应⽕即确认⽕灾报警联动控制开关处于⽕动状态,同时拨打“119”⽕灾报警电话,报警时应说明着⽕单位地点、起⽕部位、着⽕物种类、⽕势⽕⽕、报警⽕姓名和联系电话等。
( )A、√B、×正确答案:A4.⽕⽕对已有⽕作簿进⽕编辑后,需要再进⽕“保存”操作,要保存不同⽕件名或⽕件类型时,在“⽕件”菜单中点击( ),保存为新⽕件名或新格式。
A、保存B、另存为C、保存所有文档D、关闭正确答案:B5.公共建筑、⽕业建筑中的⽕道宽度不⽕于( )m时,其防烟分区的⽕边⽕度不应⽕于( )m。
A、2.5;60B、2.5;30C、3.0;36D、3.0;246.造成10⽕以上30⽕以下死亡,或者50⽕以上100⽕以下重伤,或者5000万元以上⽕亿元以下直接财产损失的⽕灾属于( )。
A、⽕般⽕灾B、特别重⽕⽕灾C、较⽕⽕灾D、重⽕⽕灾正确答案:D7.⽕业建筑耐⽕等级为三级的楼板燃烧性能和耐⽕极限应满⽕( )。
A、难燃性0.50hB、不燃性1.50hC、不燃性0.75hD、不燃性1.00h正确答案:C8.在周围介质中瞬间形成⽕压的状态变化,通常伴有强烈放热、发光和声响的现象,称为爆炸。
( )A、√B、×正确答案:B9.公共建筑、⽕业建筑空间净⽕(H)≤3.0m时,防烟分区的最⽕允许⽕积为( )m。
A、1000B、2000C、500D、1500正确答案:C10.⽕和窗均属⽕承重构件。
⽕主要供⽕们内外交通和隔离房间之⽕;窗主要⽕于采光和通⽕,同时也起分隔和围护作⽕。
树冠火生长蔓延模型的改进与实时仿真
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第45卷第4期燕山大学学报Vol.45No.42021年7月Journal of Yanshan UniversityJuly 2021㊀㊀文章编号:1007-791X (2021)04-0352-05树冠火生长蔓延模型的改进与实时仿真吕梦雅1,2,闫㊀瑾1,2,任喜亮1,2,唐㊀勇1,2,∗,周莉莎1,2(1.燕山大学信息科学与工程学院,河北秦皇岛066004;2.河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室,河北秦皇岛066004)㊀㊀收稿日期:2019-12-19㊀㊀责任编辑:孙峰基金项目:河北省自然科学基金资助项目(F2018203060)㊀㊀作者简介:吕梦雅(1965-),女,辽宁黑山人,博士,教授,主要研究方向为计算机图形学㊁多媒体技术;∗通信作者:唐勇(1964-),男,四川遂宁人,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为计算机动画㊁计算机图形学㊁虚拟现实技术及其应用,Email:tangyong@㊂摘㊀要:现有林火研究多偏重于火焰蔓延的数值模拟以及简单可视化,存在火焰细节丢失和蔓延过程不精确的问题,本文通过深入分析地表火向树冠火的转换过程,完成树冠火生长蔓延模型的改进,并进行实时仿真㊂首先,为解决火焰蔓延过程中火焰运动缺乏真实感及细节丢失问题,引入脉动风场重新构建树冠火生长蔓延模型,丰富火焰细节,提高火焰运动真实性;其次,应用能量守恒定律,建立树冠火随温度场动态变化模型,提高地表火向树冠火生长转换过程精确性;最后,通过纹理映射技术模拟烧焦现象,采用Huygens 原理结合树冠火生长蔓延模型对火焰蔓延进行优化仿真,保证实时性㊂实验对比和分析表明,能够实时仿真出树冠火生长蔓延过程㊂关键词:树冠火生长蔓延;火焰模拟;脉动风场;温度场;Huygens 原理中图分类号:TP391.9㊀㊀文献标识码:A㊀㊀DOI :10.3969/j.issn.1007-791X.2021.04.0080 引言近年来,各地林火火灾高发,山东威海㊁四川凉山㊁山西沁源等陆续发生的森林火灾都带来重大损失,变化多端的林火蔓延尤其给火灾预防和扑救带来巨大的困难㊂其中树冠火蔓延对森林的摧毁性最大,不仅能烧毁针叶㊁树枝和地被物等,而且燃烧产热量大㊁蔓延速度飞快,难以扑灭㊂因此研究树冠火的发生条件和蔓延规律,并对树冠火的生长转换过程进行实时仿真,有着重要的学术价值和现实意义㊂1946年,W.R.Fons 首次提出林火蔓延数学模型,此后,许多学者也都开始利用数学工具对林火蔓延进行建模并以此来分析预测林火的蔓延过程㊂目前,用于刻画林火蔓延的数学模型主要有McArthur 模型㊁加拿大林火蔓延模型㊁Rothermel 模型和王正非林火蔓延模型,此外还有很多基于上述模型修正演变而来的各种蔓延模型㊂其中树冠火蔓延模型是广受关注的重点之一㊂此类模型多以地表火蔓延模型为研究基础,重点开展地表火向树冠火的生长转换和树冠火自身蔓延两部分的研究㊂1972年,美国农业部Rothermel [1]采用了加权平均法获得可燃物的参量,从宏观尺度来描述林火蔓延,该模型是一个半经验模型,没有考虑温度对火焰蔓延模型精确性的影响;1977年,加拿大森林研究所Wagner [2]提出了树冠火蔓延模型,但是他偏向于数值模拟和简单可视化,模拟过程复杂,同时没有考虑交互的影响,效果不够真实;1996年,中国科学技术大学吴清松等人[3]对燃烧过程中水分蒸发等物理条件对树冠火蔓延速率的影响进行了研究,并建立了物理模型从而控制树冠火蔓延,该模型是一维模型,适用范围小,同时没有对转换过程进行描述;2012年,天津大学刘世光等人[4]提出一种基于Rothermel 模型的地表火随时间变化的建模方法,并对火焰蔓延进行真实感绘制,但实现的火焰细节不够丰富;2013年,燕山大学唐勇等人[5]充分考虑了火焰燃烧过程中的物理特性,并利用基于物理的N-S 方程对火焰运. All Rights Reserved.第4期吕梦雅等㊀树冠火生长蔓延模型的改进与实时仿真353㊀动进行建模,并对火焰进行光线投影渲染后移植到GPU 进行计算,极大提高了仿真速度,但是加入烟雾和阴影之后仿真真实性有待提高;2015年,丁伟龙等人[7]为了在视觉上模拟单一植物的燃烧现象,提出了一种基于物理的多参数植物燃烧模拟方法,同时引入了分形和粒子系统来增加植物模型燃烧的真实性,但该方法没有考虑自然环境因素对火焰运动的影响,实现的火焰运动不够真实,仿真效果不好;2017年,斯坦福大学Sören Pirk等人[8]通过改变植物的物理化学属性,实现与火焰的交互,生成真实的植物燃烧现象,不过他们的研究局限于单株树木,未考虑大场景多株树木下树冠火生长蔓延运动的情况;2018年,Miguel GCruz 等人[11]分析了5种不同燃料类型的火势蔓延模型的准确性,并与其他模型进行对比,但是模拟精确性较低,误差较大;2019年,奥胡斯大学Michael B.Nielsen 等人[12]通过物理方程建模的方式模拟物体燃烧,视觉效果上很逼真,但缺乏实时性㊂因此,本文提出一种改进的树冠火生长蔓延模型,通过引入脉动风场丰富火焰细节,提高火焰蔓延真实性㊂再次,应用能量守恒定律,建立树冠火随温度场动态变化模型,增加树冠火转换过程的精确度㊂最后,运用Huygens 原理和纹理映射技术对火焰蔓延进一步优化仿真,保证实时性㊂1㊀树冠火生长蔓延模型1.1㊀传统的树冠火生长蔓延模型本文采用Wagner 提出的树冠火模型进行计算,此模型主要考虑了树木自身因素对火焰蔓延过程及火焰运动的影响,包括树叶的含水率M 和林木枝下高H ,计算公式如下:I O =[0.01H ㊃(460+25.9M )]32,(1)I b =I R60㊃12.6Rσ,(2)其中,I O 是树冠火发生临界状态时地表火蔓延的火焰强度阈值,I b 是地表火蔓延时火焰强度,I R 是地表火蔓延的反应强度,R 是地表火火焰蔓延速率值,σ是蔓延时可燃物的表面积与体积比㊂1.2㊀改进的树冠火生长蔓延模型传统树冠火蔓延模型没有考虑外力项因素对蔓延过程及火焰运动的影响,难以用于复杂条件下火焰蔓延的模拟㊂真实环境中,火焰蔓延会受到风力㊁地形等外部因素的影响㊂其中,风速作为主要影响因子,其对火焰蔓延的影响远超其他因素㊂因此,本文引入脉动风场重新计算火焰强度,对传统树冠火生长蔓延模型进行改进,以增加火焰的细节,提高火焰蔓延模拟的真实性㊂改进后计算公式为I O =[0.01H ㊃(460+25.9M )]32㊃14.2e0.1547v (t ),(3)式中,v (t )为脉动风速㊂火焰的蔓延会受到风场的影响,将脉动风场看作是一个典型的非完全均匀时空随机场㊂设m 个点空间相关脉动风速时程列向量的(Autoregressive model)模型可表示为v (t )=-ðpK =1ψK v (t -K Δt )+N (t ),(4)其中,p 是AR 模型的阶数值;Δt 是模拟风速时间步长;ψK 是AR 模型的自回归系数矩阵;v (t -K Δt )是t 时刻之前K 个时刻的脉动风速;N (t )是独立随机过程向量,N (t )=L ㊃n (t ),n (t )是正态随机过程;L 是m 阶下三角矩阵㊂将速度的表达式代入式(3)得到火焰强度I O值,通过引入脉动风场改进火焰强度的计算,增加火焰的细节,提高火焰运动真实性㊂2㊀树冠火随温度场动态变化过程在火焰蔓延过程中,当地表火蔓延火焰强度I b 大于阈值I O 时,就会引发地表火向树冠火的转换;反之,当I b 小于等于I O 时,表示地表火不会向树冠火发生转换㊂为了提高模拟的准确性,本文以任一时刻温度变化状态出发,应用能量守恒定律,建立树冠火随温度场动态变化生长过程㊂结合Wagner 提出的树冠火生长蔓延模型,得到火的蔓延速度计算式:R =R O +αT ,(5)其中,R O 是火的初始蔓延速度,T 是温度,α是比例系数,值为0.05㊂由能量守恒定律推导出温度场随时间变化的微分方程表达式:. All Rights Reserved.354㊀燕山大学学报2021ρC P ∂T ∂t =λ∂2T ∂x 2+∂2T ∂y 2+∂2T ∂z 2()+∂L∂t ,(6)其中,T 为火场温度;t 为火焰蔓延时间;ρ为火源密度;C P 为比热;λ是导热系数;L 是潜热㊂为简化计算,忽略潜热的计算项,即温度场的表达式为ρC P∂T∂t =λ∂2T ∂x 2+∂2T ∂y 2+∂2T ∂z2()㊂(7)㊀㊀使用Jacobi 迭代求解出每一时刻T 值,将其代入式(5)得到火焰蔓延的速度R ㊂通过引入温度场动态变化函数改进火焰蔓延速度的计算,使树冠火生长过程更加准确㊂3㊀树冠火生长蔓延的实时仿真3.1㊀基于Huygens 原理的实时仿真为了使树冠火生长蔓延更具有真实感和实时性,本文采用基于Huygens 的波动传播模型对火焰蔓延区域进行实时仿真,原理是通过计算火场边界上每一个点的过火区形状来描述火场边界,过火区由随时间动态变化的连续扩展多边形表示,为保证实时性和精度要求,将选择多边形的一点设置为一个独立的初始着火点,本文将多边形顶点的数量控制在1~624,在计算中,一定时间间隔内参数值设置是近似不变的,火场边界是通过这些着火点依次引燃邻近未燃区来完成蔓延的㊂根据Huygens 波动传播原理进行蔓延区域的实时仿真可分三步进行:首先,选取一个着火点,蔓延形成一系列着火点㊂然后,应用连续扩展的多边形顶点判别的算法,计算逐个着火点的位置关系,定义3点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),P (x 3,y 3)的坐标,其行列式形式如下:det(P 1,P 2,P 3)=x 1y 11x 2y 21x 3y 31㊂(8)㊀㊀最后,设图1中各个连续的顶点为P 1,P 2, ,P i ,利用行列式结果的正负值判断着火点向量的位置关系㊂重复上述过程可以建立多个着火区域,通过实验可证明基于Huygens 原理的仿真可以优化火焰蔓延过程,保证实时性和计算精确性,使蔓延过程更加真实㊂图1㊀多边形顶点示意图Fig.1㊀Polygon vertices3.2㊀ 烧焦 纹理仿真基于物理的烧焦效果真实但实时性差,本文采用设定燃料类型的方法,通过模拟过火前后地表形态的变化,获得较为真实且实时的烧焦效果㊂被燃烧纹理是主要燃料,对于每个被燃烧纹理,在操作面板中设定对应的燃料值,如果纹理不易燃,则唯一需要设定的变量是 纹理ID ,它是纹理顺序中纹理的数组索引:0~n ,本文设定不同的烧焦标记纹理,将表示随时间变化不同的烧焦程度㊂由实验结果可知,使用纹理映射技术可以模拟不同的烧焦程度,并且在树冠火生长蔓延实时仿真中依然可以保持很高的帧率㊂4㊀实验结果与分析本文实验基于Windows 系统,处理器为IntelCore i594002.90GHz,内存为16G,显卡为NVDIAGeForce GTX 1650㊂软件环境采用Unity3D 虚拟引擎进行系统开发,并结合C #以及CG /Unity Surface Shader 编程语言㊂图2为引入动态温度场和脉动风场的火焰模拟,a)为文献[6]通过传统的粒子系统模拟的火焰效果,可以看出火焰的边缘较为模糊,缺乏真实感,b)为文献[11]通过物理方法模拟的火焰效果,火焰的细节比较真实,但是做不到实时,c)为本文引入动态温度场和脉动风场进行改进后的火焰模拟效果,火焰细节更为明显,更具真实感㊂图3为本文改进的树冠火蔓延模型模拟效果,a)为文献[7]基于生物学-数学公式和支持建模的方式联合模拟植物树模型燃烧效果,b)为文献[6]基于物理定律的方法模拟植物燃烧过程的. All Rights Reserved.第4期吕梦雅等㊀树冠火生长蔓延模型的改进与实时仿真355㊀效果,可以看出二者火焰运动不够真实,细节不够丰富,c)为本文引入脉动风场后树木燃烧的蔓延模拟,火焰运动更具有随机性,效果更真实㊂图2㊀火焰模拟细节对比Fig.2㊀Comparison of flame simulation details图3㊀树冠火燃烧模拟对比Fig.3㊀Comparison of crown fire combustion simulation㊀㊀图4为本文通过调整风系数,不同风向不同风速对火焰的蔓延方向以及蔓延大小产生不同的影响,根据大气运动原理可知,风的方向和火焰蔓延方向一致㊂a 为无风情况下火焰的蔓延效果,b 引入风场后的火焰蔓延效果且风为东风㊁风速为2,c 为风速为5下火焰的蔓延情况㊂图4㊀引入风场对比Fig.4㊀Comparision of introducing wind field㊀㊀图5为引入动态温度场树冠火的生长转换过程㊂a 为I b ɤI O 时效果图,此时地表火不会向树冠火发生转换,只是地表火蔓延,b 为I b >I O 时效果图,此时地表火强度大于阈值,发生地表火向树冠火的转换㊂通过应用能量守恒定律得到随时间动态变化的火焰蔓延速度,该方法使转换过程更加精确,同时满足火焰模拟的实时性要求,大大加强了真实感㊂图6为采用Huygens 原理和纹理映射技术对烧焦效果进行实时仿真㊂a 为文献[4]的林火蔓延烧焦效果图,火焰的细节和效果都不是很好,同时做不到实时㊂b,c,d 为本文烧焦效果图,通过不同的纹理ID,展示不同时间的烧焦程度,可以看到烧焦效果更好,更具有真实感,同时保证实时性㊂图5㊀地表火向树冠火转换Fig.5㊀Conversion of surface fire to crown fire图6㊀不同烧焦程度对比Fig.6㊀Comparison of different scorch levels㊀㊀为检测改进树冠火生长蔓延模型的仿真效率,表1列出了本文实验以及部分文献数据的对比状况㊂其中,可以明显看出本文模型增加了火焰模拟细节的同时,确保了树冠火生长转换的精确度,保证了实时性㊂表1㊀不同方法的实验性能对比Tab.1㊀Comparison of experimentalperformance of different methods实验场景方法粒子数帧率/fps 火焰细节文献[11]3000023.7模拟实验本文方法3000065.2树冠火燃烧文献[6]3000014.6模拟实验本文方法3000072㊀不同烧焦程文献[4]3800023.6度模拟实验本文方法3800069.25 结论本文完成了对树冠火生长蔓延模型的改进㊂首先,引入脉动风场改进树冠火生长蔓延模型,增强了火焰细节,使火焰模拟更加真实;然后,应用. All Rights Reserved.356㊀燕山大学学报2021能量守恒定律建立动态温度场模型,使树冠火转换过程更加精确;最后,将Huygens原理与树冠火生长蔓延模型相结合,并采用纹理映射技术的方法改善了实时仿真的问题㊂但是该模型的适用范围还存在一定问题,没有考虑不同可燃物以及更加多变的环境因子下火焰的蔓延情况,场景过大时系统的运算速率偏低,这些将是我们未来工作的重点㊂参考文献1ROTHERMEL R C.A mathematical model for predicting fire spread in wildland fuels INT-115 R .Ogden UT U.S. Department of Agriculture Intermountain Forest and Range Experiment Station 1972.2WAGNER C E.Conditions for the start and spread of crown fire J .Canadian Journal of Forest Research 1977 7 1 23-34. 3吴清松童盛周建军.树冠火蔓延模型和数值分析 J .火灾科学1996 5 2 29-34.WU Q S TONG S ZHOU J J.Crown fire propagation model and numerical analysis J .Fire Safety Science 19965 2 29-34. 4刘世光傅应坻蒋浴芹.地表火蔓延的真实感仿真 J .自然灾害学报2012 21 2 180-186.LIU S G FU Y D JIANG Y Q Realistic simulation of surface fire spread J .Journal of Natural Disasters 2012 21 2 180-186. 5唐勇刘一君吕梦雅.NS方程和体渲染结合的火焰实时模拟 J .小型微型计算机系统2013 34 12 2845-2848. TANG Y LIU Y J LÜM Y.Real-time fire simulation combined with NS equation and volume rendering J .Journal of ChineseComputer Systems 2013 34 12 2845-2848.6唐勇张利卫吕梦雅等.自由场景下烟雾动态追踪的实时仿真 J .燕山大学学报2015 39 6 541-545. TANG Y ZHANG L W LÜM Y.Real-time simulation of smoke dynamic tracking in free scene J .Journal of Yanshan University 2015 39 6 541-545.7DING W L ZHENG L XU L F.Visual simulation of plant interacting with burning flame based on the law of physics C// IEEE International Conference on Multimedia Big Data Beijing 2015 362-365.8PINK S MICHAL J TORSTEN H et al.Interactive wood combustion for botanical tree models J .ACM Transactions on Graphics 2017 36 6 1-12.9张菲菲解新路.一种改进的林火蔓延模型及其实现 J .测绘与空间地理信息2012 35 2 50-53. ZHANG F F XIE X L.An improved forest fire spread model and its realization J .Geomatics&Spatial Information Technology 2012 35 2 50-53.10唐玉丽毛行辉陈崇成.基于FARSITE的林火蔓延三维可视化模拟 J .自然灾害学报2015 24 2 221-227. TANG Y L MAO X H CHEN C C.Three-dimensional visual simulation of forest fire spread based on FARSITE J .Journal of Natural Disasters 2015 24 2 221-22711CRUZ M G ALEXANDER M E SULLIVAN A L et al. Assessing improvements in models used to operationally predict wildland fire rate of spread J .Environmental Modelling& Software 2018 105 54-63.12NIELSEN M B STAMATELOS K BOJSEN H M et al. Physics-based combustion simulation in Bifrost C//ACM SIGGRAPH2019Talks.LosAngeles 2019 1-2.Improvement and real-time simulation of crown fire growth spread modelLÜMengya1 2YAN Jin1 2REN Xiliang1 2TANG Yong1 2ZHOU Lisha1 21.School of Information Science and Engineering Yanshan University Qinhuangdao Hebei066004 China2.Hebei Key Laboratory of Computer Virtual Technology and System Integration Qinhuangdao Hebei066004 ChinaAbstract Existing forest fire research mostly focuses on the numerical simulation and simple visualization of flame spreading andthere are problems with the loss of flame details and the inaccuracy of the spreading process.In this paper by analysis of thetransition from surface fire to crown fire in-depth the growth and spread model of crown fire was improved and real-timesimulation is performed.Firstly in order to solve the problem of lack of realism and loss of details during the flame spread processa pulsating wind field was introduced to reconstruct the growth and spread model of the crown fire to enrich the flame details andimprove the authenticity of the flame movement.Secondly the law of conservation of energy was used to establish a model of thedynamic change of the crown fire with temperature which improved the accuracy of the process of conversion from surface fire tocrown fire growth.Finally scorch phenomenon was simulated by texture mapping technology and Huygens principle was combinedwith crown fire growth and propagation model to optimize the simulation of flame spread to ensure real-time performance.Theexperimental results show that the crown fire growth and spread process can be simulated in real time.Keywords crown fire spread flame simulation pulsating wind field temperature field Huygens principle. All Rights Reserved.。
虚拟消防系统仿真技术研究
![虚拟消防系统仿真技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/0a4ea5b20029bd64783e2ca9.png)
虚拟消防系统仿真技术研究摘要采用对话框的程序架构,利用建模工具Multigen Creator制作了消防设备的三维模型,运用视景驱动软件Vega中的API函数,实现了火灾自动报警系统仿真、自动喷淋系统仿真、防火门及防火卷帘的控制、应急疏散指示灯及防排烟系统的控制等,介绍了ADF文件的配置。
验证了Multigen Creator和Vega在虚拟消防系统中应用的可行性,并介绍了相关的技术方法。
关键词虚拟仿真;消防系统;Creator;Vega0 引言近年来,计算机技术发展迅速,尤其是高性能显卡的出现,使虚拟仿真技术得到广泛应用。
基于以上现状,本文利用图形图像处理软件photoshop、三维建模工具Creator和视景驱动软件Vega,完成了消防系统的虚拟仿真,介绍了相关的技术要点。
1 虚拟仿真软件介绍1.1 基于MultiGen Creator的三维建模技术可视化仿真技术具有实时性、交互性的特点,并且能够实现有选择的实时渲染,这就决定了构造三维模型不要求精细化建模,而是要多边形数量尽量少、构造尽量简单、数据库便于遍历操作等。
为此,MultiGen Creator软件独创了OpenFlight数据结构,该结构实质上是通过设置根节点、组节点、体节点、面节点等,来满足有选择性访问渲染的要求。
另外,还有一些功能节点:LOD节点、DOF节点、SWITCH节点等,来满足不同功能的实现要求[1]。
1.2 基于MultiGen Vega的视景仿真技术MultiGen Vega是专业的三维视景仿真开发软件,它具有几百个函数,可与C++兼容,且提供了Lynx图形环境界面,在不涉及源代码的前提下,快速改变应用程序的性能,这些都为快速创建、编辑、运行仿真程序提供极大的方便[2]。
2 虚拟消防系统仿真实现消防系统由火灾自动报警系统、消火栓系统、自动喷淋灭火系统、气体灭火系统、防排烟系统、防火卷帘门系统、消防通讯系统及指挥疏散系统组成。
基于Gazebo的地下矿可视化建模和控制仿真技术
![基于Gazebo的地下矿可视化建模和控制仿真技术](https://img.taocdn.com/s3/m/ca118b3a4b7302768e9951e79b89680202d86b4c.png)
基于Gazebo的地下矿可视化建模和控制仿真技术
姚蔚利
【期刊名称】《中国新技术新产品》
【年(卷),期】2022()23
【摘要】在开发无人驾驶车辆控制策略的过程中,仿真对在不同环境中测试软件组件、车辆运动行为和控制算法非常重要。
该文介绍了一种基于Gazebo的地下矿无人驾驶车辆可视化建模和控制仿真技术,以搭建地下矿仿真环境、无人驾驶车辆模型以及测试MPC控制算法。
结果表明,在Gazebo中正确创建地下矿环境及无人驾驶车辆模型后,可以获取较真实的车辆运动学模型,从而对MPC控制算法进行测试,并可以将车辆实际运动轨迹和参考轨迹等关键信息可视化,呈现良好的仿真效果。
【总页数】4页(P15-18)
【作者】姚蔚利
【作者单位】中国中煤能源集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP13
【相关文献】
1.地下矿三维可视化建模关键技术研究与应用
2.基于SIMULINK的挖掘机器人液压控制系统建模与仿真技术研究
3.基于图形建模的可视化群仿真技术研究
4.面向
登陆艇装载过程的可视化建模与仿真技术5.面向登陆艇装载过程的可视化建模与仿真技术
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2022-2023年消防设施操作员之消防设备基础知识过关检测试卷A卷附答案
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2022-2023年消防设施操作员之消防设备基础知识过关检测试卷A卷附答案单选题(共60题)1、在气体管道上安装阻火器,安装液封,水封井,这样的防火措施属于()。
A.避免相互作用B.控制和清除引火源C.隔绝助燃物D.控制可燃物【答案】 A2、无论何种形式的引火源,都必须达到一定的(),即要有一定的温度和足够的热量才能引起燃烧反应,否则,燃烧不会发生。
A.浓度B.密度C.能量D.速度【答案】 C3、火灾扑灭后,起火单位应()。
A.速到现场抢救物资B.尽快抢修设施争取复产C.予以保护现场D.拨打119【答案】 C4、固体可燃物由于其分子结构复杂性,物理性质不同,其燃烧方式也不同,有蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧和()四种。
A.动力燃烧B.扩散燃烧C.着火D.阴燃【答案】 D5、客户端用客户使用终端设别,下列不属于客户端是()A.服务器B.笔记本电脑C.手机D.PAD【答案】 A6、PL150固定式泡沫/水两用消防炮额定工作压力()MPa。
A.1.0C.1.4D.1.6【答案】 C7、根据灭火基本方法和措施,用沙土等堵截流散燃烧液体方法是()。
A.冷却灭火法B.窒息灭火法C.隔离灭火法D.化学抑制灭火法【答案】 C8、在规定的试验条件下,物质在外部引火源作用下表面起火并持续燃烧一定时间所需的最低温度,称为()。
A.自燃点B.闪点C.燃点D.爆炸极限【答案】 C9、市政消火栓的保护半径不应大于()m。
B.80C.90D.150【答案】 D10、多层戊类仓库之间的防火间距,可按规范规定减少()m。
A.1B.2C.3D.4【答案】 B11、集中火灾报警控制器常采用()结构,回路较多,内部电路结构大多设计成插板组合式,带载容量较大,操作使用方便。
A.卧式B.壁挂式C.琴台式D.立柜式【答案】 C12、下列关于儿童活动场所平面布置要求,说法不正确是(),A.宜设置在独立建筑内,且不应设置在地下或半地下B.当采用一、二级耐火等级建筑时,不应超过5层C.采用三级耐火等级建筑时,不应超过2层D.采用四级耐火等级建筑时,应为单层【答案】 B13、民用建筑地下或半地下室的耐火等级()。