海上搜救模擬器中近海溢油的實(shí)時(shí)仿真與可視化研究.pdf

1、海上搜救模擬器可用于搜救人員培訓(xùn)與模擬演習(xí)，最終達(dá)到檢驗(yàn)各級(jí)搜救中心編制的海上搜救應(yīng)急預(yù)案、檢驗(yàn)搜救計(jì)劃、完成海上搜救輔助決策以及搜救后評(píng)估的目的，提高海上人命救助水平。海上溢油處理模塊及其實(shí)時(shí)仿真和三維可視化是海上搜救模擬器的重要組成部分。
　　 本文通過(guò)對(duì)近海劃定海域潮流數(shù)值模擬和對(duì)溢油數(shù)學(xué)模型的研究，提出了近海溢油的實(shí)時(shí)仿真和三維可視化算法。作者采用C++語(yǔ)言，基于Visual Studio2005和Open Scene

2、Graph(OSG)2.8視景開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了對(duì)近海劃定海域溢油運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)仿真和三維可視化。本文的主要工作總結(jié)為以下三個(gè)方面：
　　 1、研究了現(xiàn)有的潮流數(shù)值計(jì)算算法，劃定一片近海海域，并根據(jù)其潮波特性來(lái)模擬它的潮流場(chǎng)。在數(shù)學(xué)模型方面本文采用Leendertse J.J.提出的一種二維單層流體力學(xué)數(shù)學(xué)模型來(lái)模擬近海潮流，并采用隱式方向交替法進(jìn)行差分離散。首先在生成的大規(guī)模海面場(chǎng)景的基礎(chǔ)上進(jìn)行近海潮流數(shù)值計(jì)算，從而得到劃定海域每個(gè)

3、時(shí)刻的潮流場(chǎng)。
　　 2、對(duì)近海溢油的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真。本文通過(guò)研究現(xiàn)有溢油數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了海面油膜的擴(kuò)展、漂移、蒸發(fā)和乳化的組合計(jì)算，得到了每個(gè)時(shí)刻油膜的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。在溢油初期，油膜自身擴(kuò)展采用Fay擴(kuò)展模型，直至油膜達(dá)到最大面積；油膜漂移、蒸發(fā)和乳化計(jì)算自溢油發(fā)生后就一直進(jìn)行。
　　 3、提出一種新的海面溢油三維可視化算法。本文結(jié)合海浪的真實(shí)感繪制算法，采用OSG的紋理烘焙技術(shù)將溢油動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)綁定到一張紋理圖片，再