發(fā)布時間：2017-07-18 06:01

  本文關鍵詞：面向室內火災模擬分析的三維場景建模方法研究

  更多相關文章： 建筑物 火災模擬 場景建模 FDS OAM 可視化

【摘要】：隨著社會經濟和城市建設的飛速發(fā)展,建筑物內部結構越發(fā)錯綜復雜,一旦發(fā)生火災,對人們生命和財產的危害不可估量。研究人員針對此問題進行了較為深入的研究,并開發(fā)出了一些用于火災模擬的分析軟件,但這些軟件偏重于專業(yè)應用分析,而建筑物場景的復雜構造導致場景模型的建模效率非常低下,對于建筑室內火災模擬場景的高效建模方法的研究在今天愈顯重要。本文以火災動態(tài)模擬模型(Fire Dynamics Simulator,FDS)為本文的研究對象,研究了面向室內火災模擬分析的三維場景模型,實現由現有的三維建筑數據模型到室內火災場景的快速建模,并將室內火災模擬結果進行可視化表達,從而跨越GIS與三維城市建設中火災模擬領域的專業(yè)應用模型之間的鴻溝。本文的研究內容主要包括:(1)研究了面向FDS的室內火災模擬場景三維數據模型。在國內外地理學、建筑學及火災模擬相關領域的理論研究指導下,構建面向FDS的室內場景三維數據模型,主要對FDS場景模型中的室內實體、空間實體關系、火災屬性、幾何表達進行梳理,詳細論述了其語義、幾何、屬性、關系信息的概念模型,并建立其相應的邏輯表達方式與物理存儲模式。(2)提出了一種基于OAM的室內火災模擬場景模型構建方法。在面向FDS的室內場景三維數據模型基礎上,研究基于開放建筑數據模型(Open Architecture Model,OAM)的實體幾何、關系、屬性等信息的提取轉換與構建方法,實現邊界關系的推導、火災屬性信息的完善、不規(guī)則實體和規(guī)則實體幾何信息的提取,構建完整的室內火災模擬場景模型,以滿足火災模擬分析的應用需求。(3)實現了面向FDS模型的可視化表達。對FDS的輸出結果進行分析,研究基于VTK的幾何、矢標量值的轉換與提取方法,將FDS與Paraview軟件相結合,實現各項結果的直接表達或組合表達,形象直觀的展現火災煙氣和熱傳遞過程隨時間的變化。研究結果表明,本文以OAM模型和FDS的室內場景模型為基礎,設計的室內火災模擬場景建模方法大大地節(jié)省了手工生成火災場景所耗費的時間和人力資源,可以有效地實現GIS三維數據模型到室內火災模擬場景模型的快速構建。這將促進建筑物內部火災模擬分析的發(fā)展,促進測繪領域和地理信息產業(yè)在三維城市建設方面的理論發(fā)展。
【關鍵詞】：建筑物 火災模擬 場景建模 FDS OAM 可視化
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X928.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 研究背景與研究意義10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 國內外研究現狀綜述11-20
• 1.2.1 室內火災模擬模型12-15
• 1.2.2 室內空間火災模擬的場景構建方法15-18
• 1.2.3 典型建筑模型對于火災模擬的支持能力18-19
• 1.2.4 研究現狀小結19-20
• 1.3 研究目標與研究內容20-21
• 1.3.1 研究目標20
• 1.3.2 研究內容20-21
• 1.4 技術路線及擬解決的關鍵問題21-23
• 1.4.1 技術路線21-22
• 1.4.2 擬解決的關鍵問題22-23
• 1.5 論文結構23-24
• 第二章 面向FDS的室內火災模擬場景模型24-41
• 2.1 FDS概述24-25
• 2.2 FDS火災場景的概念模型25-31
• 2.2.1 幾何信息描述26-27
• 2.2.2 屬性信息描述27-29
• 2.2.3 關系信息描述29-31
• 2.3 FDS火災場景的邏輯模型31-32
• 2.4 FDS火災場景的物理模型32-40
• 2.4.1 FDS輸入文件幾何信息分析33-36
• 2.4.2 FDS輸入文件屬性信息分析36-39
• 2.4.3 FDS輸入文件關系信息分析39-40
• 2.5 本章小結40-41
• 第三章 基于OAM的室內火災模擬場景模型構建41-57
• 3.1 OAM建筑物數據模型41-44
• 3.1.1 OAM建筑物數據模型概述41
• 3.1.2 OAM建筑物數據模型表達41-44
• 3.2 基于OAM的FDS火災模擬場景建模44-55
• 3.2.1 火災模擬場景建模分析44-46
• 3.2.2 關系信息的提取46-47
• 3.2.3 幾何信息的提取47-52
• 3.2.4 屬性信息的完善52-55
• 3.3 本章小結55-57
• 第四章 室內火災模擬結果可視化表達57-71
• 4.1 火災模擬結果展現方式57-60
• 4.2 輸出文件分析60-62
• 4.3 可視化表達62-70
• 4.3.1 VTK文件格式62-65
• 4.3.2 基于VTK的文件轉換65-68
• 4.3.3 Paraview可視化表達68-70
• 4.4 本章小結70-71
• 第五章 原型系統(tǒng)設計與實現71-88
• 5.1 原型系統(tǒng)設計71-72
• 5.1.1 系統(tǒng)設計目標71
• 5.1.2 系統(tǒng)運行環(huán)境71
• 5.1.3 系統(tǒng)功能模塊設計71-72
• 5.2 原型系統(tǒng)實現及案例分析72-87
• 5.2.1 原型系統(tǒng)實現72-82
• 5.2.2 案例分析82-87
• 5.3 本章小結87-88
• 第六章 總結與展望88-90
• 6.1 論文總結88-89
• 6.2 工作展望89-90
• 參考文獻90-94
• 致謝94-95
• 攻讀學位期間的研究成果95-96

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本文編號：556250