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基于粒子系统的矿井瓦斯爆炸的模拟与研究

王伟伟

  矿井瓦斯爆炸事故是最严重的矿井灾害之一,给国家财产和人民生命安全带来极大威胁。因此,研究瓦斯爆炸事故的机理和特性,并利用虚拟现实技术形象、准确的再现矿井瓦斯爆炸的场景,可以为瓦斯爆炸事故防治、瓦斯爆炸事故的技术勘察等工作,提供理论和技术上的指导和支持。 文章以爆炸学和燃烧学为基础,在系统地研究了瓦斯爆炸的物理机制的基础上,根据瓦斯爆炸数学模型,利用粒子系统对瓦斯爆炸进行了可视化模拟。论文在分析了矿井瓦斯爆炸的条件、特征和参数以及影响因素的基础上,研究瓦斯爆炸传播的物理模型;以独头巷道为基础,基于置障条件下瓦斯爆炸的实际状况,结合置障碍条件下影响瓦斯爆炸传播的因素,分析了置障条件下的瓦斯爆炸与传播的数学模型;依据粒子运动的动力学性质,结合浮力场、重力场、漩涡场对粒子运动的影响,运用粒子系统和BillBord技术对瓦斯爆炸现象进行了可视化模拟。论文利用OpenGL的纹理映射技术和LOD技术绘制粒子,建立瓦斯爆炸环境的模型。传统粒子系统初始速度的确定随机性很大,但对具体模拟对象缺乏针对性,论文结合瓦斯爆炸的特点,改进了设置粒子初始速度的方法,使得爆炸效果更加逼真。 论文以瓦斯爆炸的基本原理为基础,利用改进的粒子系统模拟瓦斯爆炸现象。实验表明,改进后的粒子系统能够逼真的再现瓦斯爆炸的球面扩张效果,增强了场景的真实感。……   
[关键词]:瓦斯爆炸;物理模型;数学模型;虚拟现实;粒子系统
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东科技大学2010年