轻气体扩散时空数据模型可视化方法研究

发布时间：2023-10-22 13:46

　　有毒有害轻质气体泄漏具有隐蔽性、快速性、危害性等特点,一旦发生泄漏将给人民和社会生态环境带来严重威胁。为了减少泄漏事故造成的危害和损失,研究轻质气体的扩散机理和三维可视化过程可有效地应对突发泄漏事故,为预测和评估提供一种依据。目前,轻质气体的扩散模拟多采用高斯扩散模型的二维仿真模拟分析,而在Web三维扩散表达系统的建立上还没有太多突破。针对这一问题,对轻气体扩散时空数据模型及可视化方法研究做了以下三方面研究:1)建立随风向变化的轻质气体(以天然气为例)高斯烟团叠加模型,将其与Burro 9号现场实验进行对比,表明该模型在垂直方向上的相对误差约为5%,在水平方向上的相对误差约为11.5%。2)采用不规则梯形格网方式设置传感器位置以获取监测数据,利用改进的遗传算法实例验证,完成对轻质气体泄漏源的反算定位,表明算法具有监测定位精确、稳定性高的特点。3)基于高德地图平台,利用Marching Cubes算法建立轻质气体边界浓度等值面,建立基于序列快照模型的轻气体泄漏源监测定位和预测预警原型系统。轻气体扩散应急系统可快速准确地对轻气体泄漏源监测定位,能够更加生动准确地表达轻气体的三维动态,并且能...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 国内外研究现状综述
        1.2.1 气体扩散正向模拟模型的研究现状
        1.2.2 泄漏源源强位置研究现状
        1.2.3 时空数据模型可视化研究现状
    1.3 研究目标和研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 研究技术路线
    1.4 本文组织结构
第2章 轻气体相关概念与可视化理论
    2.1 气体相关理论
        2.1.1 重气体和轻气体的界定
        2.1.2 天然气扩散区域的划分
    2.2 轻气体扩散基础模型的选取
        2.2.1 模型假设
        2.2.2 高斯烟团模型
    2.3 时态GIS数据模型的选取
        2.3.1 常见的时空数据模型
        2.3.2 轻气体时空数据模型的选取
    2.4 本章小结
第3章 轻气体扩散时空动态表达
    3.1 轻气体数学模型的建立
        3.1.1 坐标转换
        3.1.2 高斯烟团叠加扩散模型
        3.1.3 模型的精度验证
    3.2 轻气体泄漏源监测位置的设计
        3.2.1 遗传算法的改进
        3.2.2 监测点的选取
        3.2.3 改进遗传算法的实现
        3.2.4 结果对比分析
    3.3 轻气体时空建模过程
        3.3.1 轻气体泄漏源的确定
        3.3.2 轻气体数据的模拟与存储
        3.3.3 轻气体快照的建立与表达
    3.4 本章小结
第4章 轻气体扩散动态模拟系统的设计与实现
    4.1 系统总体设计
        4.1.1 系统需求分析
        4.1.2 系统架构设计
    4.2 系统主要功能
        4.2.1 主页面
        4.2.2 天气参数获取
        4.2.3 模拟计算
    4.3 轻气体泄漏源监测定位
        4.3.1 案例假设
        4.3.2 泄漏源监测定位
    4.4 轻气体泄漏扩散
        4.4.1 轻气体动态扩散
        4.4.2 轻气体动态扩散区域分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
附录 A Marching Cubes边与三角面索引表
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集



本文编号：3856633