面向室內(nèi)火災(zāi)模擬分析的三維場(chǎng)景建模方法研究.pdf

1、隨著社會(huì)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(duì)人們生命和財(cái)產(chǎn)的危害不可估量。研究人員針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了較為深入的研究，并開(kāi)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(zhuān)業(yè)應(yīng)用分析，而建筑物場(chǎng)景的復(fù)雜構(gòu)造導(dǎo)致場(chǎng)景模型的建模效率非常低下，對(duì)于建筑室內(nèi)火災(zāi)模擬場(chǎng)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(dòng)態(tài)模擬模型（Fire Dynamics Simulator，F(xiàn)DS）為本文的研究對(duì)象，

2、研究了面向室內(nèi)火災(zāi)模擬分析的三維場(chǎng)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(chǎng)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(zhuān)業(yè)應(yīng)用模型之間的鴻溝。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括：
　?。?）研究了面向FDS的室內(nèi)火災(zāi)模擬場(chǎng)景三維數(shù)據(jù)模型。在國(guó)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(chǎng)景三維數(shù)據(jù)模型，主要對(duì) FDS場(chǎng)景模型中的室內(nèi)實(shí)體、空間實(shí)體關(guān)系、

3、火災(zāi)屬性、幾何表達(dá)進(jìn)行梳理，詳細(xì)論述了其語(yǔ)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(chǔ)模式。
　?。?）提出了一種基于OAM的室內(nèi)火災(zāi)模擬場(chǎng)景模型構(gòu)建方法。在面向FDS的室內(nèi)場(chǎng)景三維數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上，研究基于開(kāi)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，

4、構(gòu)建完整的室內(nèi)火災(zāi)模擬場(chǎng)景模型，以滿足火災(zāi)模擬分析的應(yīng)用需求。
　?。?）實(shí)現(xiàn)了面向 FDS模型的可視化表達(dá)。對(duì) 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(guò)程隨時(shí)間的變化。
　　研究結(jié)果表明，本文以 OAM模型和 FDS的室內(nèi)場(chǎng)景模型為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)的室內(nèi)火災(zāi)模擬場(chǎng)景建模方法大大地節(jié)省了手工生成