本文關(guān)鍵詞：面向室內(nèi)火災(zāi)模擬分析的三維場景建模方法研究

  更多相關(guān)文章： 建筑物 火災(zāi)模擬 場景建模 FDS OAM 可視化

【摘要】：隨著社會經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的飛速發(fā)展,建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)越發(fā)錯(cuò)綜復(fù)雜,一旦發(fā)生火災(zāi),對人們生命和財(cái)產(chǎn)的危害不可估量。研究人員針對此問題進(jìn)行了較為深入的研究,并開發(fā)出了一些用于火災(zāi)模擬的分析軟件,但這些軟件偏重于專業(yè)應(yīng)用分析,而建筑物場景的復(fù)雜構(gòu)造導(dǎo)致場景模型的建模效率非常低下,對于建筑室內(nèi)火災(zāi)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(zāi)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(nèi)火災(zāi)模擬分析的三維場景模型,實(shí)現(xiàn)由現(xiàn)有的三維建筑數(shù)據(jù)模型到室內(nèi)火災(zāi)場景的快速建模,并將室內(nèi)火災(zāi)模擬結(jié)果進(jìn)行可視化表達(dá),從而跨越GIS與三維城市建設(shè)中火災(zāi)模擬領(lǐng)域的專業(yè)應(yīng)用模型之間的鴻溝。本文的研究內(nèi)容主要包括:(1)研究了面向FDS的室內(nèi)火災(zāi)模擬場景三維數(shù)據(jù)模型。在國內(nèi)外地理學(xué)、建筑學(xué)及火災(zāi)模擬相關(guān)領(lǐng)域的理論研究指導(dǎo)下,構(gòu)建面向FDS的室內(nèi)場景三維數(shù)據(jù)模型,主要對FDS場景模型中的室內(nèi)實(shí)體、空間實(shí)體關(guān)系、火災(zāi)屬性、幾何表達(dá)進(jìn)行梳理,詳細(xì)論述了其語義、幾何、屬性、關(guān)系信息的概念模型,并建立其相應(yīng)的邏輯表達(dá)方式與物理存儲模式。(2)提出了一種基于OAM的室內(nèi)火災(zāi)模擬場景模型構(gòu)建方法。在面向FDS的室內(nèi)場景三維數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上,研究基于開放建筑數(shù)據(jù)模型(Open Architecture Model,OAM)的實(shí)體幾何、關(guān)系、屬性等信息的提取轉(zhuǎn)換與構(gòu)建方法,實(shí)現(xiàn)邊界關(guān)系的推導(dǎo)、火災(zāi)屬性信息的完善、不規(guī)則實(shí)體和規(guī)則實(shí)體幾何信息的提取,構(gòu)建完整的室內(nèi)火災(zāi)模擬場景模型,以滿足火災(zāi)模擬分析的應(yīng)用需求。(3)實(shí)現(xiàn)了面向FDS模型的可視化表達(dá)。對FDS的輸出結(jié)果進(jìn)行分析,研究基于VTK的幾何、矢標(biāo)量值的轉(zhuǎn)換與提取方法,將FDS與Paraview軟件相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)結(jié)果的直接表達(dá)或組合表達(dá),形象直觀的展現(xiàn)火災(zāi)煙氣和熱傳遞過程隨時(shí)間的變化。研究結(jié)果表明,本文以O(shè)AM模型和FDS的室內(nèi)場景模型為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)的室內(nèi)火災(zāi)模擬場景建模方法大大地節(jié)省了手工生成火災(zāi)場景所耗費(fèi)的時(shí)間和人力資源,可以有效地實(shí)現(xiàn)GIS三維數(shù)據(jù)模型到室內(nèi)火災(zāi)模擬場景模型的快速構(gòu)建。這將促進(jìn)建筑物內(nèi)部火災(zāi)模擬分析的發(fā)展,促進(jìn)測繪領(lǐng)域和地理信息產(chǎn)業(yè)在三維城市建設(shè)方面的理論發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】：建筑物 火災(zāi)模擬 場景建模 FDS OAM 可視化
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述11-20
• 1.2.1 室內(nèi)火災(zāi)模擬模型12-15
• 1.2.2 室內(nèi)空間火災(zāi)模擬的場景構(gòu)建方法15-18
• 1.2.3 典型建筑模型對于火災(zāi)模擬的支持能力18-19
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀小結(jié)19-20
• 1.3 研究目標(biāo)與研究內(nèi)容20-21
• 1.3.1 研究目標(biāo)20
• 1.3.2 研究內(nèi)容20-21
• 1.4 技術(shù)路線及擬解決的關(guān)鍵問題21-23
• 1.4.1 技術(shù)路線21-22
• 1.4.2 擬解決的關(guān)鍵問題22-23
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)23-24
• 第二章 面向FDS的室內(nèi)火災(zāi)模擬場景模型24-41
• 2.1 FDS概述24-25
• 2.2 FDS火災(zāi)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(guān)系信息描述29-31
• 2.3 FDS火災(zāi)場景的邏輯模型31-32
• 2.4 FDS火災(zāi)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(guān)系信息分析39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 基于OAM的室內(nèi)火災(zāi)模擬場景模型構(gòu)建41-57
• 3.1 OAM建筑物數(shù)據(jù)模型41-44
• 3.1.1 OAM建筑物數(shù)據(jù)模型概述41
• 3.1.2 OAM建筑物數(shù)據(jù)模型表達(dá)41-44
• 3.2 基于OAM的FDS火災(zāi)模擬場景建模44-55
• 3.2.1 火災(zāi)模擬場景建模分析44-46
• 3.2.2 關(guān)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(jié)55-57
• 第四章 室內(nèi)火災(zāi)模擬結(jié)果可視化表達(dá)57-71
• 4.1 火災(zāi)模擬結(jié)果展現(xiàn)方式57-60
• 4.2 輸出文件分析60-62
• 4.3 可視化表達(dá)62-70
• 4.3.1 VTK文件格式62-65
• 4.3.2 基于VTK的文件轉(zhuǎn)換65-68
• 4.3.3 Paraview可視化表達(dá)68-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第五章 原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)71-88
• 5.1 原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)71-72
• 5.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)71
• 5.1.2 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境71
• 5.1.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)71-72
• 5.2 原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及案例分析72-87
• 5.2.1 原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)72-82
• 5.2.2 案例分析82-87
• 5.3 本章小結(jié)87-88
• 第六章 總結(jié)與展望88-90
• 6.1 論文總結(jié)88-89
• 6.2 工作展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 致謝94-95
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果95-96

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本文編號：556250