安全模拟仿真技术(安全信息工程).教程分析.ppt

安全信息工程 　主讲：杨应迪　　　　　　　　 4安全模拟仿真技术—模拟仿真—实物模型 4安全模拟仿真技术—虚拟现实—工艺演示 4安全模拟仿真技术—虚拟现实—灾害模拟 4安全模拟仿真技术—虚拟现实—安全培训 4安全模拟仿真技术—主要内容 4.1模拟与仿真基础 4.2现代模拟仿真技术 4.3模拟仿真技术在安全中的应用 4.4虚拟现实技术 4.1 模拟与仿真基础——概念 计算流体力学(CFD) Computational Fluid Dynamics 可用于非常广泛的涉及流体运动的领域 航空航天 天气预测 舰船设计 汽车工业 能源工程 化学工业 生物工程 体育竞赛 主要工作流程 几何描述 说明流动条件 选择计算的数学模型 说明初始条件、边界条件 网格生成 选择数值计算参数 CFD程序计算 流场结果的可视化分析处理 准确度估计 2)通过虚拟现实针对模拟的情况进行必要的改进：可以对现场有更多的了解，采取措施进行改进，如隔离、设置安全通道，设置警示牌，改进设计或改进现场布置等。 3)通过VR重现事故现场，分析事故原因：对已经发生的事故,根据现场的情况进行模拟，再现事故现场，以清楚了解事故发生的全部原因，杜绝同类事故的再次发生。 思考题 4.3 模拟仿真技术在安全中应用—爆炸在通风网络中传播 瓦斯爆炸对矿井通风网络的动力效应研究 博士论文 瓦斯爆炸对矿井通风网络的动力效应研究 博士论文 4.3 模拟仿真技术在安全中应用—爆炸在通风网络中传播 瓦斯爆炸对矿井通风网络的动力效应研究 博士论文 4.3 模拟仿真技术在安全中应用—爆炸在通风网络中传播 瓦斯爆炸对矿井通风网络的动力效应研究 博士论文 4.3 模拟仿真技术在安全中应用—爆炸在通风网络中传播 瓦斯爆炸对矿井通风网络的动力效应研究 博士论文 4.3 模拟仿真技术在安全中应用—爆炸在通风网络中传播 瓦斯爆炸对矿井通风网络的动力效应研究 4.3 模拟仿真技术在安全中应用—爆炸在通风网络中传播 瓦斯爆炸对矿井通风网络的动力效应研究 4.3 模拟仿真技术在安全中应用—爆炸在通风网络中传播 瓦斯爆炸对矿井通风网络的动力效应研究 4.3 模拟仿真技术在安全中应用—爆炸在通风网络中传播 4.4 虚拟现实技术 虚拟现实技术是一种综合应用计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能等技术，制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知的高级的人机交互技术。 定义（virtual reality） 安全应急预案三维仿真系统 安全应急预案三维仿真系统 4.4 虚拟现实技术 沉浸感(Immersion)：又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。 交互性(Interaction)指参与者对虚拟环境内物体的可操作程度和从环境中得到反馈的自然程度。 构想性(Imagination)指用户沉浸在多维信息空间中，依靠自己的感知和认知能力全方位获取知识，发挥主观能动性，寻求解答，形成新的概念。 多感知性（Multi-Sensory）：指除了一般计算机技术所具有的视觉之外，还有听觉、力觉、触觉、运动感，甚至包括味觉、嗅觉等。 4.4 虚拟现实技术—基本特征 模拟与虚拟 模拟是对真实事物或者过程的虚拟。模拟要表现出选定的物理系统或抽象系统的关键特性。模拟的关键问题包括有效信息的获取、关键特性和表现的选定、近似简化和假设的应用，以及模拟的重现度和有效性。可以认为仿真是种重现系统外在表现的特殊的模拟。虚拟是对真实的模仿，对训练过程的假想。 4.4 虚拟现实技术—区别 虚拟现实与模拟仿真 虚拟现实是模拟仿真在高性能计算机系统和信息处理环境下的发展和技术拓展。 我们可以举一个烟尘干扰下能见度计算的例子来说明这个问题。 在构建分布式虚拟环境的烟尘干扰环境能见度的计算，从而影响环境的视觉效果、仿真实体的运行和决策。某些仿真平台和图形图像生成系统也研究烟尘干扰下的能见度计算，仿真平台强调烟尘的准确物理模型、干扰后的能见度精确计算以及对仿真实体的影响程度；图形图像生成系统着重于建立细致的几何模型，估算光线穿过烟尘后的衰减。 虚拟环境中烟尘干扰下的能见度计算，不但要考虑烟尘的物理特性，遵循烟尘运动的客观规律，计算影响仿真结果的相关数据，而且要生成用户能通过视觉感知的逼真图形效果，使用户在实时运行的虚拟现实系统中产生亲临等同真实环境的感受和体验。 4.4 虚拟现实技术—区别 技术支持 4.4 虚拟现实技术—技术支持 4.4 虚拟现实技术—关键技术 动态环境建模技术 立体显示和传感器技术 系统开发工具应用技术。 实时三维图形生成技术 系统集成技术 由于硬件的诸多局限性，使得软件的开发费用十分惊人，而且软件所能实