探索船舶失火和消防枪水柱的可视化研究

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1、大连海事大学硕士学位论文船舶失火和消防枪水柱的可视化研究姓名：尹金岗申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：任鸿翔20090601中文摘要摘要船舶火灾具有特殊性，会导致重大人身伤亡事故和巨大的财产损失，危害航运业的发展。因此，必须加强船舶火灾安全工程的研究。航海模拟器的视景系统是海上航行环境的虚拟仿真，为模拟器操纵人员提供了训练任务中的景象。本文依托航海模拟器的视景系统，对船舶火灾模拟的基本理论和关键技术进行了研究，基于粒子系统实现了船舶失火和消防枪水柱的可视化。所做的主要工作如下：1．船舶火灾蔓延模型的研究。船舶火灾模拟最大的难点在于要选择一种合适的火灾蔓延模型，该模型既

2、要准确，又要满足计算机实时处理能力。本文对现有的场模型、区域模型、网模型等进行了研究，提出采用场区网混合模型模拟船舶火灾的蔓延过程。2．利用粒子系统实现了船舶失火和消防枪水柱的可视化。粒子系统是现阶段模拟多变、不规则物体的有效方法。本文通过合理设定粒子的位置、数量、速度等相关属性，实现了船舶失火和消防枪水柱的可视化。3．利用包围盒进行碰撞检测，模拟了水灭火的过程。本文所做的工作既是对船舶火灾理论的有益探索，也为下一步建立船舶火灾模拟训练系统打下了一定的基础。关键词：船舶失火；可视化；航海模拟器；火灾蔓延模型；粒子系统英文摘要ABSTRACTShipfirehasits0Wllfeatu

3、res．Itcalleasilycauseserioushumaninjuriesandhugepropertyloss，whichendangersshippingindustrydevelopment．Consequently,safetyengineeringofshipfiremustbestrengthened．Visualsystemofmarinesimulatorisvirtualsimulationforseaenvironment．Itofferstheuserthevisualsceneintrainingmission．Inthispaper,supported

4、byvisualsystemofmarinesimulator,shipfirebasictheoryandkeytechnologyareresearchedandvisualizationofshipfireandwatercolumnoffirebranchisrealizedsuccessfully．ThemainworkCanbesummarizedasfollows：1．Researchonshipfirespreadmodel．Thegreatestdifficultyofshipfiresimulationistochooseasuitablefirespreadmod

5、elthatisaccurateaswellascallbedealtwithwithincomputerprocessingpower．Inthispaper,fieldmodel，zonemodelandnetmodelarediscussedandanewmodel，field—zone-netmodel，ispropesedtosimulatefirespreadingprocess．2．Particlesystemisappliedtorealizevisualizationofshipfireandwatercolumnoffirebranch．Particlesystem

6、isallexistingeffectivewaytosimulatepolytrophicandirregularobjects．Inthispaper,visualizationofshipfireandwatercolumnoffirebranchisrealizedbyproperlysettingparticleposition，number,speedandotherconcemedattributes．3．Theboundingboxisappliedtooperatecollisiondetection．Theprocessoffire-extinguishingiss

7、imulated．Inthispaper,themainworkisnotonlyusefultoexplorethetheoryofshipfire，butalsolaysacertainfoundationtoestablishatrainingsystemofshipfiresimulationinthenextstep．KeyWords：ShipFire：Visualization：MarineSimulator；FireSpreadM