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原文传递船舶机舱虚拟情景设计的研究

论文题名：	船舶机舱虚拟情景设计的研究
关键词：	虚拟现实技术;建模仿真;XNA软件;蔓延趋势;火灾模型;船舶机舱
摘要：	船舶火灾在世界上被公认为最难扑救的火灾之一，它是船舶海难中较常见且危险性较大的一种事故。船舶火灾不仅威胁船舶本身、船上人员、货物等的安全，严重的还会导致人身伤亡和巨大的财产损失，甚至造成无法估量的环境破坏。　　同时船舶火灾也有其独有的特点，机舱内一旦着火，由于设备管线众多、通道狭窄、探火和扑救都非常困难，极易失去控制而造成重大损失。本文对船舶机舱火灾进行研究，从而建立虚拟情景，无论是对学员进行培训教育，还是对预防和扑救机舱火灾都具有十分重要的意义。　　本文以“船舶机舱虚拟情景设计的研究”为题目，采用大涡模拟技术，3DMax和XNA等软件工具，建立一个虚拟机舱的火灾情景，可以为海员培养或船舶火灾研究提供一些参考。具体研究如下: 　　首先，从基本控制方程、低马赫数状态方程、混合分数燃烧模型、辐射模型等角度出发，并运用大涡模拟技术建立了适用于低马赫数的火灾蔓延数学模型。　　其次，以NIST开发的FDS程序为平台，对建立的数学模型进行分析验证，将实验结果和模拟结果进行比较，从对比结果表明，建立的数学公式满足机舱火灾的蔓延趋势，可以用于模拟火灾。　　第三，以大连船舶重工集团有限公司建造的30万吨级超大型油轮(简称:VLCC: Very Large Crude Carrier)“远兴湖号”为母型船，建立了舵机舱的三维模型，制作了铭牌和表盘等部件的贴图以及三维模型的渲染等优化处理。　　第四，使用微软开发的XNA三维游戏开发平台，将舵机舱三维模型导入虚拟环境中，并利用粒子系统实现火灾燃烧和蔓延的效果，使用户有身临其境的感觉。　　通过研究表明，使用Microsoft XNA Game Studio三维游戏开发平台进行模拟的三维虚拟现实开发具有可行性。同时，它具有以下几个优点:开发方法灵活、扩展方便、程序运行效率较高。　　该系统的研究设计具有一定的创新性和实用性，对于船舶领域的三维虚拟现实技术的研究与设计具有一定的指导和借鉴意义。
作者：	董庆丰
专业：	轮机工程
导师：	张均东
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文