空氣污染擴散應(yīng)急仿真與可視化研究及實現(xiàn).pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展和城市化的加快，空氣污染愈加嚴(yán)重，在高樓林立人口密集的城市環(huán)境中更為突出。而突發(fā)的空氣污染事故擴散快，危害大，具有不可以預(yù)測性，為了能夠在事故發(fā)生后，快速合理地預(yù)測污染的擴散趨勢和范圍，盡可能降低污染的危害，避免人員的傷亡，污染擴散仿真模型及仿真結(jié)果的可視化得到廣泛關(guān)注，成為相關(guān)領(lǐng)域的一個研究熱點。 本文在基于物理的流體仿真基礎(chǔ)上，結(jié)合污染事故發(fā)生的環(huán)境條件，提出了一個適用于突發(fā)污染事故的擴散仿真模型，詳細討論了

2、模型的數(shù)值求解方法。針對模型生成的數(shù)據(jù)，給出了可視化方法，并討論了算法效率和效果。最后討論了可視化結(jié)果在CAVE-like顯示環(huán)境中的交互與展示技術(shù)。 污染擴散仿真建模是本課題的核心，到目前為止現(xiàn)存的模型都存在一定的使用限制，還沒有一種模型能夠處理各種情況。本文在基于物理的流體仿真基礎(chǔ)上，在突發(fā)污染事故的局部環(huán)境下，對流體的原始數(shù)學(xué)描述進行修改和簡化，最后在保證一定仿真精確度的前提下，能夠快速地生成動態(tài)仿真結(jié)果，從而及時地做出

3、應(yīng)急決策。 我們采用基于紋理映射的體繪制方法，利用當(dāng)前GPU提供的可編程管線和強大的并行處理能力，能夠達到實時體繪制效果，可以直觀、清晰地展示污染物濃度分布的情況。 最后，我們討論了在CAVE-like虛擬現(xiàn)實環(huán)境中的交互與展示技術(shù)，利用具有沉浸感的顯示環(huán)境和交互技術(shù)，改進對可視化結(jié)果的觀察和認識。 本文提出的擴散仿真模型和可視化技術(shù)，能夠快速生成和展示污染擴散的仿真結(jié)果，在一定程度上可以滿足城市安全應(yīng)急反