本文選題：爆炸碎片 + 三維仿真��； 參考：《沈陽(yáng)航空航天大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：化工儲(chǔ)罐的燃燒、爆炸事故會(huì)產(chǎn)生具有破壞性的碎片向外拋射,一旦擊中相鄰罐體或其他工業(yè)設(shè)施將會(huì)引發(fā)多米諾效應(yīng)�，F(xiàn)如今對(duì)于燃燒、爆炸的仿真以傳統(tǒng)形式的數(shù)值和圖像方式為主,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,基于三維渲染引擎開(kāi)發(fā)的三維仿真技術(shù)正在逐漸迭代以往的模擬方式�；谌S仿真的安全評(píng)價(jià)憑借立體化、直觀(guān)化的沉浸式體驗(yàn)以及高效的數(shù)據(jù)計(jì)算,動(dòng)態(tài)模擬事故現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,重現(xiàn)事故發(fā)生過(guò)程,可為事故的影響范圍和危害程度做出更全面的系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)。與傳統(tǒng)安全評(píng)價(jià)技術(shù)相比,該技術(shù)可進(jìn)一步提高安全評(píng)價(jià)立體化水平,為安全管理、危險(xiǎn)源控制提供更科學(xué)有效的依據(jù)。本文分析了爆炸反應(yīng)的機(jī)理和能量的產(chǎn)生及釋放過(guò)程,根據(jù)其能量來(lái)源進(jìn)行了分類(lèi)。對(duì)于物理性爆炸,分析其反應(yīng)前后壓強(qiáng)以及吸放熱變化情況分別對(duì)氣態(tài)、液態(tài)、氣液混合態(tài)建立了爆炸能量釋放模型。對(duì)于化學(xué)性爆炸,分析其燃燒物質(zhì)的體積和燃燒熱分析其能量釋放模型。然后通過(guò)事故后果及氣體膨脹做功兩種方式對(duì)爆炸碎片的初速度模型做了分析,根據(jù)事故經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定了爆炸碎片的拋射角,使該評(píng)價(jià)方法既可以應(yīng)用于事故后果的分析,也可以應(yīng)用于事故的預(yù)測(cè)。由3ds Max建立的三維模型導(dǎo)入至Unity3D下進(jìn)行三維環(huán)境搭建。在分析和推導(dǎo)的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,將碎片運(yùn)動(dòng)模型植入三維環(huán)境中。從軟件開(kāi)發(fā)的角度,選用了合適的場(chǎng)景配置和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),之后對(duì)仿真對(duì)象進(jìn)行編輯,并加以不確定性數(shù)據(jù)的抽樣模塊為碎片的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分析及軌跡顯示提供數(shù)據(jù)支持。爆炸碎片的三維仿真試驗(yàn)可輸出爆炸碎片在不同儲(chǔ)罐間距下的碰撞數(shù)據(jù)、擊穿數(shù)據(jù)以及碎片分布數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)了操作者通過(guò)輸入相關(guān)的必要仿真數(shù)據(jù)即可得出的仿真結(jié)果,用于分析爆炸碎片的影響范圍和傷害大小,為事故的分析和預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)參考。
[Abstract]:With the combustion of chemical storage tanks, the explosion accident will produce destructive debris ejection, once hit adjacent tanks or other industrial facilities will lead to domino effect. Nowadays, the simulation of combustion and explosion is based on the traditional numerical and image methods. With the rapid development of computer technology, the 3D simulation technology based on 3D rendering engine is gradually iterating over the previous simulation methods. The safety evaluation based on 3D simulation can dynamically simulate the accident site environment and reproduce the accident process by three-dimensional, visual immersive experience and efficient data calculation. More comprehensive system safety evaluation can be made for the impact range and harm degree of the accident. Compared with the traditional safety assessment technology, the technology can further improve the three-dimensional level of safety evaluation and provide a more scientific and effective basis for safety management and hazard source control. In this paper, the mechanism of explosion reaction and the process of energy generation and release are analyzed, and the energy sources are classified. For physical explosion, the explosion energy release models were established for gaseous, liquid and gas-liquid mixed states, respectively. For chemical explosion, the volume of combustion matter and the energy release model of combustion heat are analyzed. Then the initial velocity model of explosion debris is analyzed by means of accident consequence and gas expansion work, and the ejection angle of explosion debris is determined according to the accident experience data, so that the evaluation method can be applied to the analysis of accident consequence. It can also be applied to the prediction of accidents. The 3D model established by 3ds Max is imported into Unity3D to build 3D environment. Based on the analysis and derivation of the mathematical model, the debris motion model is implanted into the three-dimensional environment. From the point of view of software development, suitable scene configuration and data structure are selected, and then the simulation object is edited, and the sampling module of uncertain data is used to provide data support for the analysis and track display of debris moving data. Three-dimensional simulation test of explosion debris can output collision data, breakdown data and debris distribution data of explosion debris under different tank spacing. The simulation results can be obtained by inputting necessary simulation data, which can be used to analyze the impact range and damage of explosion debris, and to provide data reference for accident analysis and prediction.
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TQ053.2;TQ086

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本文編號(hào)：1846506