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平安工程信息化技术根底
第四章平安模拟与仿真;*;*;本章目录;CFD计算流体动力学:
根本思想:
将时间和空间域上的连续物理场,如速度场和压力场,用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替,通过一定的原那么和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的方程组,然后求解代数方程组,获得场变量的近似值。
流动根本方程〔质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程、本构方程及状态方程〕控制下对流动的数值模拟。;事故灾害模拟软件
Fluent
PHAST和SAFETI〔DNV开发〕
FLACS〔基于Unix或Linux平台〕
AutoReaGas〔美国CenturyDynamics开发〕
AUTOHYN〔美国CenturyDynamics开发〕
CHARM〔连续地或瞬时地释放气体或液体的模拟〕
WHAZAN〔定量评价石油、化工等工业危险性〕;SAFETI软件;PHAST软件功能;PHAST软件实例;某化肥厂发生氯气泄漏的实时扩散图;Fluent软件系统
目前处于世界领先地位的CFD软件之一,可用于模拟和分析具有复杂几何结构的流体流动与热传导问题。
软件主要由三局部组成:
Fluent解算器
prePDF〔用于计算燃烧过程的预处理软件〕
Gambit(前处理程序,用于几何图形模拟和网格生成〕
应用:航空航天,汽车,空调供热,流体机械,
化学反响,电子元件冷却,石油开采,换热器等
众多领域;Fluent的强大功能;流动问题几乎都能解决
流体和固体的共轭传热问题
流体和固体的耦合问题〔水流冲击一板条或者鸟类的翅膀扇动的过程,利用动网格〕;Velocitycontourplot;4.5.2Fluent数值模拟;Fluent软件模拟过程;用fluent软件如何作论文和应掌握那些方面的知识;;;高含硫井喷气体扩散动态机理研究;;;;;井喷发生稳定后模拟范围内H2S浓度小于100ppm的区域
〔a〕硫化氢含量10%;〔b〕硫化氢含量50%;〔c〕硫化氢含量90%;硫化氢初始质量分数10%;扩散75s后气体分布图
〔a〕速度云图;
〔b〕硫化氢浓度云图〔黑色区域为超过100ppm的危险区域〕;风速5m/s;同一湿度,不同温度下气体扩散规律;;泄漏源与障碍物距离170m,障碍物尺寸为40×50m,风速2m/s;典型高含硫气井井喷事故数值模拟;;;;;;;;距离井口附近500m处
井喷初期,硫化氢浓度50ppm;
30min后,硫化氢浓度到达200ppm.;井口上方100m和200m,气体的扩散范围比地面更大。;本章目录;虚拟现实〔简称VR〕,又称灵境技术,是以沉浸性、交互性和设想性为根本特征的计算机高级人机界面。
综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创立了一种适人化的多维信息空间。
使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性,而且能够突破空间、时间以及其他客观限制,感受到真实世界中无法亲身经历的体验。
;虚拟现实是一种创立和体验虚拟世界的计算机系统。
一个完整的虚拟现实系统应具备以下特征(3-I):
沉浸感(immersion)
交互性(interaction)
想象性(imagination);虚拟现实系统的4个层次:
桌面式VR
以计算机的屏幕作为参与者观察虚拟境界的交互界面,利用个人计算机和工作站进行仿真。
沉浸式VR
通过应用显示装置等设备,使参与者完全沉浸在一个全新的虚拟环境而看不到现实世界。
增强式VR
允许参与者看见真实世界,同时又把虚拟对象叠加在真实的物体上,它是由真实环境和虚拟环境组合而成的系统。
网络分布式VR
将地理上分布的多个用户或多个虚拟世界通过网络连接在一起,使每个用户同时感受虚拟经历,协同工作。
;在VR系统中,参与者通过传感装置直接对虚拟环境进行操作,并得到实时三维显示和触觉、嗅觉、力觉反响等一系列反响信息。当系统与外部世界通过传感装置构成反响闭环时,在参与者的控制下,用户与虚拟环境间的交互可以对外部环境产生作用。
虚拟现实系统的根本组成:
〔1〕效果产生器:参与者与虚拟境界交互的硬件接口装置。
〔2〕实景仿真器:由计算机软、硬件系统、软件开发工具及配套硬件组成,负责接收效果产生器产生的信号。
〔3〕用户应用系统:面向具体问题的软件局部,描述仿真的具体内容。
〔4〕几何构造系统:提供了描述仿真对象的物理特性信息,如外形、颜色、位置等。
;虚拟现实系统的根本组成;虚拟现实系统的支撑软、硬件
〔1〕跟踪定位装置〔如三维空间跟踪定位
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