本文關(guān)鍵詞：面向虛擬應(yīng)急演練的承壓特種設(shè)備流體行為仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：如今,隨著社會的飛速發(fā)展,特種設(shè)備的保有量在迅速增加以及使用范圍越來越廣泛。其中承壓特種設(shè)備更是占到特種總量的百分之四十,數(shù)量巨大。由于承壓特種設(shè)備內(nèi)承載的是高壓流體易發(fā)生泄漏爆炸等事故,因此在使用的過程當中潛在危險巨大、容易發(fā)生泄漏、火災(zāi)等重大災(zāi)難。而承壓特種設(shè)備的應(yīng)急演練可以提高特種設(shè)備人員對事故的處理能力,從而減小甚至避免因承壓特種設(shè)備發(fā)生事故而造成的損失。由于虛擬可視化技術(shù)的發(fā)展,承壓特種設(shè)備的虛擬仿真演練技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,本文主要開發(fā)一套承壓特種設(shè)備虛擬仿真應(yīng)急演練系統(tǒng),為特種設(shè)備人員應(yīng)急演練提供沉浸的虛擬環(huán)境。并著重解決了承壓特種設(shè)備在不同形狀下的管內(nèi)流體行為仿真,小孔泄漏、管道口噴流的管外流體行為仿真,并研究了三維仿真系統(tǒng)中的邏輯控制技術(shù),具體研究的內(nèi)容如下：首先,研究了承壓特種設(shè)備在不同管形下的管內(nèi)流體行為仿真。主要包括：等直徑管、突擴管、彎管、環(huán)形管這些管內(nèi)流體行為仿真。管內(nèi)的流體流動行為主要采光滑粒子動力學(xué)方法進行仿真,并采用樹形搜索算法進行優(yōu)化處理。相比較基于網(wǎng)格的仿真方法,該方法性能穩(wěn)定,搜索效率高,使用的范圍大,仿真精度高。基本能夠滿足用戶仿真需求。其次,研究了小孔泄漏、管道口噴流的管外流體行為仿真。采用光滑粒子動力學(xué)方法解決了圓形小孔泄漏下的流體流動行為仿真以及管道口噴流的流體流動行為仿真,得到了逼真的仿真效果,豐富了仿真內(nèi)容。然后,三維仿真系統(tǒng)中邏輯控制技術(shù)的設(shè)計。為了合理地處理仿真中各個事件及狀態(tài)之間的關(guān)系,對Unity中的邏輯控制原理進行了分析。針對壓力容器仿真演練系統(tǒng)案例,設(shè)計仿真過程中各步驟和操作之間的邏輯關(guān)系,并利用腳本和組件來實現(xiàn)仿真過程中的邏輯控制。最后,利用Visual Studio2010實現(xiàn)了特種設(shè)備仿真系統(tǒng)的設(shè)計。包括系統(tǒng)界面的設(shè)計,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能可視化的實現(xiàn),網(wǎng)頁基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)功能的實現(xiàn)。并通過shader材質(zhì)技術(shù)控制場景中模型的透明度,通過仿真場景中多個虛擬相機實現(xiàn)場景小窗口。
【關(guān)鍵詞】：承壓特種設(shè)備 流體 虛擬環(huán)境 應(yīng)急演練 行為仿真
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X924.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-24
• 1.1 選題背景與研究意義13-16
• 1.1.1 選題背景13-15
• 1.1.2 研究意義15-16
• 1.2 流體行為仿真類型16-17
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.1 承壓特種設(shè)備仿真17-18
• 1.3.2 液體的仿真18-19
• 1.3.3 氣體仿真19
• 1.4 仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.5 論文的研究思路20-22
• 1.5.1 論文的技術(shù)方案20-21
• 1.5.2 論文研究的關(guān)鍵問題21-22
• 1.6 課題來源22
• 1.7 論文的章節(jié)安排22-24
• 第二章 承壓特種設(shè)備中管內(nèi)流體仿真實現(xiàn)24-45
• 2.1 流體仿真方法選取24-27
• 2.1.1 流體仿真方法對比24-25
• 2.1.2 光滑粒子流體動力學(xué)方法的選用25
• 2.1.3 SPH中離散化的流體方程25-27
• 2.2 Unity平臺介紹27-28
• 2.2.1 Unity中粒子系統(tǒng)思想原理27
• 2.2.2 Unity中粒子系統(tǒng)參數(shù)介紹27-28
• 2.3 等直徑管道內(nèi)流體仿真28-34
• 2.3.1 等直徑管道流體分析28-30
• 2.3.2 等直徑管道仿真方法描述30
• 2.3.3 等直徑管道流體仿真實現(xiàn)30-34
• 2.4 突擴管中流體仿真34-39
• 2.4.1 突擴管道流體分析34-36
• 2.4.2 突擴管中仿真方法描述36-37
• 2.4.3 突擴管中流體仿真實現(xiàn)37-39
• 2.5 彎管中流體仿真39-42
• 2.5.1 彎管中流體分析39-40
• 2.5.2 彎管中仿真方法描述40
• 2.5.3 彎管中流體仿真實現(xiàn)40-42
• 2.6 環(huán)形管中流體仿真42-44
• 2.6.1 環(huán)形管中流體分析42-43
• 2.6.2 環(huán)形管中流體仿真方法描述43
• 2.6.3 環(huán)形管中流體仿真實現(xiàn)43-44
• 2.7 本章小節(jié)44-45
• 第三章 承壓特種設(shè)備中管外流體仿真實現(xiàn)45-52
• 3.1 小孔泄漏流體仿真45-48
• 3.1.1 小孔泄漏流體分析45-46
• 3.1.2 小孔泄漏流體仿真描述46
• 3.1.3 小孔泄漏流體仿真實現(xiàn)46-48
• 3.2 管道口流體噴出仿真48-51
• 3.2.1 管道口流體噴出分析48-49
• 3.2.2 管道口流體噴出仿真描述49
• 3.2.3 管道口流體噴出仿真實現(xiàn)49-51
• 3.3 本章小節(jié)51-52
• 第四章 三維仿真系統(tǒng)中邏輯控制技術(shù)52-62
• 4.1 Unity中邏輯控制的原理分析52-53
• 4.1.1 腳本控制52-53
• 4.1.2 組件控制53
• 4.2 壓力容器應(yīng)急演練中的邏輯控制53-61
• 4.2.1 壓力容器應(yīng)急預(yù)案的流程54-57
• 4.2.2 應(yīng)急演練步驟的模塊化57
• 4.2.3 應(yīng)急演練仿真過程邏輯控制的實現(xiàn)57-61
• 4.3 本章小節(jié)61-62
• 第五章 特種設(shè)備仿真系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)62-71
• 5.1 系統(tǒng)的界面設(shè)計62-63
• 5.2 結(jié)構(gòu)和功能可視化的實現(xiàn)63-67
• 5.2.1 Unity中交互界面的制作63-64
• 5.2.2 模型顯隱及透明度調(diào)節(jié)64-65
• 5.2.3 場景交互視角切換功能的實現(xiàn)65-67
• 5.3 網(wǎng)頁學(xué)習(xí)功能的實現(xiàn)67-68
• 5.4 應(yīng)急演練效果展示68-70
• 5.5 本章小節(jié)70-71
• 總結(jié)與展望71-73
• 全文總結(jié)71-72
• 工作展望72-73
• 參考文獻73-78
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文78-80
• 致謝80

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  本文關(guān)鍵詞：面向虛擬應(yīng)急演練的承壓特種設(shè)備流體行為仿真，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：483155