基于Level-Set的火焰动画生成方法研究

火焰动画在影视、动漫、游戏等领域有着广泛的应用,而逼真模拟细节丰富的多形态火焰动画一直是图形学研究领域的难点.以Level-Set曲面变形为基础,提出了将目标形态、路径约束和燃烧传播相结合的火焰蓝芯曲面演化模型,以此模拟沿路径的火焰蔓延、移动燃烧物等现象.并针对目前模拟中火焰细节不足的问题,引入修正的MacCormack高阶对流求解器;同时,采用烟密度演化曲线模拟燃烧过程中的烟雾生成,进一步提高火焰真实感.实验结果表明该方法能逼真模拟沿路径的火焰蔓延、移动燃烧物以及其他多形态且细节丰富的火焰动画.

基于Pareto蚁群算法的双目标路径规划研究

针对复杂建筑环境人员应急疏散单一路径不能满足火灾环境变化需求的问题,基于改进蚁群算法,结合Pareto双目标解集思想,提出一种组合优化解集的双目标蚁群算法,通过排序优化的思想,实现人员多路径动态疏散规划。在构造Pareto解集的阶段协同考虑疏散路径长度以及火灾风险程度2个优化目标,计算各个解之间的支配关系。利用排序优化蚁群算法的正反馈机制将各组解的信息素按一定比例作为最优路径信息素的积累,加快解集的寻找。最后将其与传统双目标蚁群算法相比较,结果表明:优化后的双目标算法更加适合复杂建筑人员疏散路径规划问题,在寻找多组满足要求解的同时展示目标之间的利弊关系,供决策者选择合适的路径,提高疏散效率。

基于数据集重构与Logistic回归的林火预测研究

以大兴安岭地区呼玛县为例,采用过采样、欠采样、混合采样以及人工合成等数据平衡方法对林火数据集进行重构,然后分别应用二项Logistic回归模型进行拟合。选择平均预测效果最佳的数据平衡方法,对全样本数据进行重构和建立模型,同时利用标准化回归系数法对各气象因子的相对重要性进行研究。结果显示,综合随机划分的10个样本共计40个平衡数据集,就拟合优度来说,过采样、混合采样和人工合成数据集差别不大,三者略大于欠采样数据集;就预测精度来说,过采样数据集﹥混合采样数据集﹥人工合成数据集﹥欠采样数据集,其中前三者差别不大,但明显大于欠采样数据集。计算各气象因子的标准化回归系数结果,FFMC、日最小相对湿度、DC绝对值最大,分别为0.771、0.720、0.527。本文通过过采样、混合采样及人工合成数据方法所得平衡数据集的拟合效果较好,其中以过采样数据集平均预测准确率最高,可用于该地区林火数据集重构及建立模型,各气象因子中,FFMC、日最小相对湿度、DC是影响研究区林火发生的主要驱动气象因子。

基于CNN的化工园区火灾火焰图像识别研究

为及时发现化工园区火灾事故,降低事故损失,利用卷积神经网络(CNN)建立化工园区火灾实时检测系统。基于CNN-YOLOv5算法训练化工园区火灾数据集和普通火灾数据集,分析对比2个数据集的损失值、召回率、精度和类别平均精度。其中,化工园区火灾数据集的损失值和召回率略低,但精度和类别平均精度高于普通火灾数据集,证明通过CNN检测化工园区火灾的可行性。结果表明:基于火灾检测结果,借助PyQt5程序框架设计化工园区火焰图像识别软件系统,可实现对化工园区火灾火焰图像和视频的识别应用,扩大该方法适用范围。基于CNN的YOLOv5目标检测算法可以实时检测化工园区火灾,其检测方法具有便携性、检测结果具有可靠性,可提高化工园区的安全管理水平。

考虑碳减排的共燃发电厂鲁棒可信性选址决策优化

基于“碳达峰、碳中和”战略目标,研究考虑碳减排的共燃发电厂选址决策问题.受天气状况、市场环境等外部因素的影响,生物质供应能力和生物质价格等参数具有不确定性,构造一个非精确可能性分布集来描述问题中的不确定参数,进而建立一个分布鲁棒可信性选址优化模型.通过推导鲁棒可信性目标和鲁棒可信性约束的等价形式,将原模型重构为一个可计算的混合整数线性规划模型.最后利用算例分析验证提出方法的有效性.

中温中压垃圾焚烧发电机组提效改造研究

针对中温中压等级垃圾焚烧发电机组发电效率偏低的现状,研究了主蒸汽参数提级、增设再热循环和余热回收利用装置等措施,同时选取某15 MW机组分别按中温次高压和中温次高压再热方案进行改造分析,评价机组改造后的性能参数和经济效益。结果表明:采用中温次高压改造技术方案后,锅炉受热面质量增加9%,发电效率提高1.52个百分点,垃圾发电量增加43 kW·h/t,改造费用约为2005万元,管材更换费用增加657万元,内部收益率为17.47%,投资回收期为6.31 a;采用中温次高压再热改造技术方案后,锅炉受热面质量增加24%,发电效率提高2.35个百分点,垃圾发电量增加64 kW·h/t,改造费用为2490万元,管材更换费用增加1363万元,内部收益率为21.53%,投资回收期为5.15 a。研究结果可为中温中压垃圾焚烧发电机组改造提供参考。

紧急截止阀在石油化工工程中的设计探讨

参考国内外设计规范的规定及一般做法,介绍了石油化工工程中紧急截止阀的设置原则。详细阐述了紧急截止阀不同于一般紧急切断阀的阀体及执行机构的技术要求,并针对这些技术要求对紧急截止阀的设计选型进行了深入探讨。结合紧急截止阀的安装及相关系统的设计,从防火设计的角度阐述了紧急截止阀在装置火灾中的安全作用。

探讨高层建筑电气设计中消防设备的设置与控制问题解决

近几年,国内的火灾事故频繁发生,不仅给人们的人身及财产安全带来巨大威胁,给国家的经济也带来了极大损失。根据不完全统计,在引起火灾的诸多因素当中,消防设备的设置与控制是引起火灾比例较大的,如何从消防设备的设置与控制角度杜绝火灾隐患非常重要。为了能尽早地发现火灾且确保消防过程顺利进行,要求消防系统要十分安全可靠。本文结合高层建筑的防火要求对电气设计中有关的消防设备设置与控制等问题进行探讨。

神东矿区新型无机膏体防灭火充填材料制备及性能研究

为解决神东矿区回采工作面两端巷道附近采空区遗煤多、易自燃、难封堵的难题,提出一种新型无机膏体防灭火充填材料,高效快速充填回采工作面上下隅角。采用神东矿区附近易获取的粉煤灰、炉渣和P·O·42.5硅酸盐水泥作为膏体主要原料,通过室内实验对材料的物理性质和化学成分进行研究,并通过膏体流动性、凝固特性、膨胀特性、充填体强度测试实验,确定出膏体最佳材料配比及外加剂参量。实验结果表明:炉渣基膏体具有良好自膨胀性,7 d自膨胀率可达5.6%,且初凝时间短,满足工程所需强度要求;膏体防灭火材料的最佳配比方案为水泥∶粉煤灰∶炉渣=1∶4∶20,质量分数为78%,J85型速凝剂的添加量为6%。工程应用表明:采用优选的膏体充填材料进行隅角充填封堵后,采空区漏风量整体下降至充填前的30%,CO体积分数从120×10^(-6)降至46.5×10^(-6),O2体积分数在深入采空区走向长度约80 m处降至10%以下,采空区内“散热带+氧化带”的走向长度由未充填前的160 m缩短为80 m。

求解工程优化问题的混合白鲸优化算法

针对传统方法在解决带有复杂约束的工程优化问题时的不足,提出了一种基于交叉变异的混合白鲸优化算法(hybrid crossover variation beluga whale optimization,HCVBWO)。首先采用佳点集映射初始化种群从而增加种群的多样性;其次采用交叉变异策略增强了算法中期的开发能力;最后采用自适应混合扰动策略平衡了算法后期的局部和全局搜索能力。将HCVBWO算法与其他6种算法在IEEE CEC2014进行仿真试验,结果证明了HCVBWO具有良好的寻优能力和鲁棒性,此外,将HCVBWO算法运用到2种机械工程设计问题以及1个生产调度问题中,验证了所提算法在工程优化问题中的优越性。

加热炉排烟热量损失和炉体散热损失探讨

提高加热炉热效率需要进一步降低排烟热量损失、减少炉体散热损失。文中对负荷相当的两台加热炉进行计算分析。当排烟温度为80℃时,排烟热量损失占比约为3%;若要将排烟热量损失占比降为2%,则排烟温度接近空气的露点温度,会产生大量凝结水,将会出现露点腐蚀等问题。当设计外壁温度为80℃时,系统总散热损失可能大于放热量的3%,其中余热回收系统散热损失占比大于1%;在环境风速为2 m/s的工况下,系统总散热损失占比约增加0.3百分点。当设计外壁温度为65℃时,系统总散热损失占比约为2.5%,其中余热回收系统散热损失占比约为1%。加热炉热强度越高,炉体结构尺寸越小,散热损失越小,实际运行时加热炉热效率越高。

大型燃煤火力发电机组调峰优化控制技术

调峰优化控制可以使得电网的源荷供需处于平衡状态,对提高火力发电机组调峰的稳定性至关重要。为此,提出一种大型燃煤火力发电机组调峰优化控制技术。构建爬坡压力缓解的目标函数,通过对火电机组、失负荷、储能以及光伏发电进行约束,以缓解爬坡压力。构建火力发电机组调峰优化控制的目标函数,结合火力发电机组在运行功率、功率平衡、启停机时间等方面的约束,实现了大型燃煤火力发电机组的调峰优化控制。实验结果表明,文中技术能够缓解大型燃煤火力发电机组的爬坡压力,优化了响应速度。通过所提技术的调峰优化实现了火力发电稳定运行,顺利完成调峰任务。

高层建筑火灾风险的模糊综合评价

针对高层建筑火灾的安全问题 ,参考高层民用建筑设计防火规范并征求专家意见 ,建立了高层建筑火灾风险的多级多层次评价因素集 ,并用层次分析法确定了各评价因素的权重 .根据模糊综合评价原理提出了高层建筑火灾风险的模糊综合评价模型 ,并应用此模型对某一高层建筑的火灾风险进行了评价 ,得出其火灾安全等级 .研究结果表明 ,所建立的模型对高层建筑火灾的风险评价具有较好的应用价值 ,并为建筑消防监督的公正。

基于集对分析的在建工程火灾风险评价

为实现在建工程火灾风险的动态分析,降低在建工程火灾发生的概率,结合在建工程火灾案例及施工特点,依据火灾原因及特点分析,建立了火灾风险评价指标体系。依托集对分析理论,分析总结了层次分析法在赋权应用上的缺陷和不足,提出基于SPA-IAHP的赋权方法,建立了基于N元联系度的系统分析模型,通过对风险等级的判定及对集成分析态势和偏联系数的分析,综合评判出系统风险程度及发展趋势。

基于粗糙集Skowron差别矩阵的矿井火灾风险评价指标约简

在安全评价过程中,当构建的指标体系过于庞大,数据繁琐,不利于进行安全评价工作。为了对矿井火灾风险评价指标体系进行快速简化,基于粗糙集理论属性约简功能,采用理论与实例分析相结合的方法,利用Skowron差别矩阵算法对矿井火灾风险评价决策表进行属性约简。研究表明:通过约简,矿井火灾风险评价指标由原来的16个缩减为6个,大大减少了后续评价过程中权重确定的计算量,降低了评价的复杂程度,减少了评估工作量。同时约简结果也为矿井火灾防治工作提供了一些指导意见,体现了差别矩阵在决策表的属性约简中的高效性。

火灾探测器在风力发电机组的性能试验研究

在对风力发电机组进行火灾风险分析的基础上,利用风电机组火灾模拟试验装置对点型离子感烟、吸气式感烟、感温、图像型、缆式线型感温、红外火焰探测器等6种火灾探测器进行通风条件和非通风条件的模拟火灾探测试验。试验结果表明,感烟和感温火灾探测器受风电机组通风系统影响较大;感光型火灾探测器报警速度快,灵敏度极高,不受通风影响,但容易受到舱内众多设备的遮挡;缆式线型感温火灾探测器报警速度慢,宜紧贴敷设在电缆桥架、电缆夹层、发电机等重点防火部位。

基于趋势提取的稳态检测方法

提出一种新的火电机组运行过程的稳态检测方法。通过滑动窗滤波将数据动态趋势标准化,建立了BP神经网络提取趋势,得到稳定性模糊隶属度矢量,通过模糊推理计算出系统的稳定因子(SF),从而判断系统工况是否稳定。在某负荷变化过程的稳态检测实例中,与多种方法进行了对比,结果表明稳态趋势检测方法具有较高的准确性。将该方法用于某电厂125MW机组抽汽系统的多传感器故障检测系统中,有效地降低了过渡过程带来的误诊率,表明该方法具有一定的工程实用价值。

隧道汽车火灾数值模拟边界条件设置研究

对隧道汽车火灾数值模拟计算时的基础设置、隧道模型网格划分、火源设置、防排烟参数及车行疏散模拟设置等进行了探讨分析,建议网格划分尽量采用结构化网格,火源设置可采用快速t2火进行分析,结合隧道内的行车类型确定火灾规模,结合隧道的通风方式选用防排烟参数。

饮食业油烟道火灾的模糊事件树分析

对饮食业油烟道火灾事故进行事件树分析时,历史数据的缺乏常常导致无法进行事件序列的定量计算。针对这一问题,利用专家对事故的模糊评判,引入模糊事件树进行定量计算研究。在模糊集理论的基础上,结合德尔菲法和判断矩阵法,将模糊性语言转换为三角模糊数或梯形模糊数,应用模糊数截集以及模糊数清晰化方法,对后果事件发生概率进行计算。研究表明,饮食业油烟道火灾事故概率的模糊事件树分析是切实可行的,有助对饮食业油烟道火灾的认识、预防和扑救工作。

基于模糊识别的建筑物火灾危险性评价方法

笔者以传统的经典统计和模糊统计为基础 ,依据建筑物火灾危险性的影响因素 ,应用模糊识别理论及系统安全方法 ,建立了建筑物火灾危险性的评价指标体系 ;并应用集值统计方法对各项指标权重进行了处理。该方法改变了过去统计给出一个固定值的做法 ,而给出一个区间值 ,解决了对专家给出的指标“大约是多少”这一概念的定量化。为了验证了评价模型的准确性 ,将该理论应用到某购物商场火灾危险性评价中 ,取得了满意效果 ,为建筑物防火设计以及安全管理提供了可行的依据。