基于扩展高斯球的点云数据与CAD模型配准

针对点云数据和三维CAD模型坐标配准过程中初始对应位置无法定量确定及最临近点计算效率问题,提出基于扩展高斯球的快速模板匹配算法,通过点云数据扩展高斯球空间与笛卡尔空间的相互转换,使外特征配准算法中测量点云与三维CAD模型初始位置的确定得到定量解决。为提高配准算法中点云数据与三维CAD模型最临近点的计算效率,采用三维CAD模型引导点云对测量数据与三维CAD模型进行桥接,从而将测量点与自由曲面的数值迭代计算问题转化为三维空间中最临近点的空间搜索,使算法的效率得到提升,实例验证了算法的有效性。

基于PC机群的多点源高斯大气污染扩散模型的并行计算研究

针对基于单机的多点源高斯大气污染扩散模型计算效率较低的问题,设计了高斯模型并行算法,该算法是基于计算输出层设计的,它将计算输出层尽量平均地分配到各个计算节点上。针对并行算法,构建了分布式并行计算平台。该平台采用三层分布式体系结构,即用户层、控制层和计算资源层。实验结果表明,基于该算法的高斯并行计算大大提高了模型计算效率,分布系统结构合理,可以为准实时甚至实时的环境管理业务提供支持。

平面连续点源模型模拟某尾矿库中铜、锌、铅的迁移情况

地下水污染主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。本文对某湿排尾矿库现库内存水进行检测,选取特征污染物Cu、Zn、Pb,并模拟库底防渗层局部渗漏的情况,利用解析法,选择平面连续点源模型作,结合当地地质状况及水文地质状况,对污染物的扩散情况进行模拟。结果表明,Cu、Zn、Pb在模拟情况下的最远距离将小于25m,对于地下水环境的影响程度较小。

河流连续点源的垂向混合规律研究及其应用

研究了连续点源污染物在近区的垂向扩散规律 .通过理论推导 ,得出垂向均匀混合距离和部分混合水深的函数关系式 ,用实际资料验证取得较好结果 .将该成果用于改进传统的全场水深平均的二维计算模型 ,解决了传统模型计算点源污染带时 ,近区浓度场计算值偏小的缺点 .用改进模型来计算浓度场不仅节约了计算时间 ,而且大大地提高了近区浓度的真实性 .

模拟煤层气泄露扩散的高斯改进模型

为准确预测煤层气泄露污染的扩散路径及范围,结合了我国煤层气低压、管网密集和地处山区的特点,以高斯扩散模型为基础,提出适合煤层气泄露扩散模拟的高架点源模型和山谷模型,根据第二代大气扩散模型对地形产生影响的处理方法,研究了适合山区的扩散模型。以山西省沁水盆地南部潘河区块煤层气集输工程为例,模拟了煤层气泄露扩散,并与野外实验数据进行比较,发现提出的煤层气泄漏扩散模式能够较好地模拟煤层气在空气中的扩散分布状况。

西安市PM_(2.5)污染源位置确定的模型应用研究

针对空气中PM2.5污染物的传播问题,以西安市的情况为实例,合理考虑风力等天气和季节因素的影响,建立能够刻画该地区PM2.5的发生和演变规律的有风高斯点源扩散数学模型,代入相关数据后,利用MATLAB软件求解出PM2.5污染源由一区扩散到另一区的浓度,最后由综合的各区总浓度得出PM2.5污染源的位置,并与该市实际检测到PM2.5数据进行对比分析。结果表明,确定的位置比较准确,该方法能为城市污染治理提供参考。

基于修正高斯烟团模型的SO_(2)瞬时排放扩散研究

大气腐蚀不仅危害人类身体健康,而且会对暴露在大气环境中的工业设备造成腐蚀危害。SO_(2)是主要的大气污染物之一,对其扩散的研究可以预测近污染源地区大气中SO_(2)浓度分布,进而为采取监测治理措施提供理论支撑。高斯烟团模型通常用来模拟在小风静风条件下稳定污染点源连续排放的大气扩散问题,但对稳定污染点源瞬时排放(排放一段时间后不再排放)的研究较欠缺。提出一种修正的高斯烟团模型,将稳定污染点源瞬时排放污染物浓度扩散问题建模为排放时间内有限个烟团的叠加,分别讨论了烟团扩散时间小于或等于排放时间、扩散时间大于排放时间条件下稳定污染点源瞬时排放的大气扩散模型,并通过实例对提出的修正高斯烟团模型进行了仿真模拟试验。结果表明:修正后的高斯烟团模型能够模拟稳定污染点源连续排放和瞬时排放两种情况下污染物SO_(2)浓度分布,且模拟结果更符合实际情况。该研究结果可为近污染源地区大气中SO_(2)浓度的实时预测提供更为有效的方法。

基于高斯烟羽扩散模型的空气污染研究

空气质量评价是环境评价的一个重要环节,以京津冀地区为例,结合空气质量标准建立空气污染的综合评价体系,建立主成分分析模型,运用SPSS求解,确定主要污染源。分析污染源扩散模式,以高斯烟羽模型为基础,重新组合具有相关性的污染指标,建立高架连续点源扩散模型。以河北某工厂废气排放为例进行污染扩散研究,其主要排放物为氮氧化物,运用Matlab绘制出空气中氮氧化物浓度分布图,进一步划分距离工厂51 km内空气质量等级,所得结论对京津冀地区的污染处理有重要意义。

垃圾焚烧发电站环境污染动态监控模型设计

建立科学可信的环境污染动态监控体系,是当前垃圾处理尤其是垃圾焚烧亟待解决的一个重要问题.本文以我国南方某垃圾焚烧发电站为例,通过分析垃圾焚烧发电站的烟尘排放情况以及附近的环境状况,考虑风向、风速、风频、地形、距离、污染物以及机器故障等因素,在进行科学定量分析的基础上,采用连续点源高斯扩展模型,建立可行的垃圾焚烧发电站环境影响动态监控评估方法,为工厂的动态监控和污染的实时模拟提供一定的依据.

火球热辐射改进计算模型

为对火球热辐射影响范围进行合理的计算和危险后果进行合理评价,借鉴点源模型和计算流体力学CFD思想,建立了火球热辐射改进计算模型,并与点源模型进行了对比。结果表明:改进模型比传统的点源模型计算结果偏大,特别是距离火球较近处。随着半径的增加,2种模型的计算结果趋于统一。当测量点的半径大于火球半径的2倍时,可以使用点源模型进行热辐射量的计算,满足工程精度要求;在近火球位置,点源模型精度较差,须用改进模型进行计算。建立的改进计算模型可以实现火球热辐射的快速计算,是有效、可行的。

关于有毒气体扩散问题的预估模型

针对一次乙烷气体泄漏事故中的毒气在两种不同区域,即绿化带和农田中的扩散问题进行分析,运用了点源烟羽扩散模型,利用已知数据对扩散系数进行拟合,并对模型进行MATLAB仿真,最终发现农田区域的毒气扩散程度更快。

典型耦合优化算法在源项反演中的对比研究

突发大气污染事故中,污染源的快速、准确确定是应急处置的基础.为研究有效的源项评估方法,本文基于美国草原外场SO2释放实验,利用GA-PSO、GA-NM、PSO-NM 3种耦合算法,分别与高斯点源烟羽扩散模型结合,对源强和位置等污染源参数进行反演与对比,并从算法结构与大气扩散条件方面进行反演效果差异分析.结果表明,从源强反演角度看,PSO-NM反演结果的准确性最高、稳定性最强,平均误差(11.3%)与平均标准偏差(0.7g/s)明显低于GA-NM(16.4%、13.3g/s)与GA-PSO(29.0%、26.6g/s).从位置反演角度看,PSO-NM的反演结果最为稳定,反演的平均标准偏差(0.29m)明显低于GA-NM(3.20m)与GA-PSO(3.03m)算法;在不稳定和中性扩散条件下,PSO-NM算法的位置反演准确性最高,误差为4.97m;但在稳定扩散条件下,GA-NM的位置反演误差(7.69m)最小.从反演效率角度看,PSO-NM与GA-NM反演时间最短,更适用于污染源的快速确定.

道路运输有毒气体罐车泄漏源强反算研究

及时准确地确定有毒气体泄漏源的强度和位置是进行应急决策的基础。文中根据罐车运行状态研究静止、移动罐车连续泄漏两类典型的泄漏情景,分别采用相应高斯扩散模型的计算浓度与泄漏源下风向传感器监测浓度的匹配度作为目标函数建立模型,并利用单纯形搜索算法进行优化确定泄漏源强,最后通过模拟监测数据验证模型和算法的可行性。

基于污染物扩散模拟的景观园林布局优化模式设计研究

为了在减少空气污染的同时优化园林景观布局,提出基于污染物扩散模拟的景观园林布局优化模式设计方案。将风向风速、地表条件、大气稳定性等作为影响污染物扩散的因子,利用点源高斯模型建立坐标系。分别构建气态污染物与颗粒污染物的污染扩散模拟模型;利用马尔科夫状态转移概率矩阵描述景观布局种类的面积比,构建布局优化变换函数并建立演变模型,获得布局变化规律函数,完成景观园林布局优化模式设计。实例研究结果表明,在所设计优化模式下,减少了测试区域的污染物扩散面积,缩短了污染扩散时间,提高了空气质量。

应用GIS模拟城市大气污染物浓度分布

从点源大气污染扩散模型出发,借助GIS的栅格与数据库运算功能,结合自已设计的推算流程,对兰州市大气污染物SO2的空间分布情况进行了模拟。经检验,该方法能够较准确的反映出兰州大气污染物的空间分布特征,较应用实测值进行插值的方法简便,具有较好的应用前景。

基于改进高斯模型的哈尔滨市PM_(2.5)扩散问题实证分析

2013年初以来,国内发生大范围持续雾霾天气,我国城市PM_(2.5)的污染问题引起了社会各界的关注和重视.根据风场和气象变化对高斯扩散模型进行适当改进,并提出基于高斯模型的PM_(2.5)扩散预测模型.以哈尔滨市PM_(2.5)近期实测数据为基础进行实证分析,对市区内10个地区的PM_(2.5)扩散和浓度变化做出合理的预测.

基于Hopfield网络的三维显微图像复原

在实际显微系统中,由于样本的折射率和透镜折射率不匹配,致使不同深度的PSF是不一样的.为了实现三维显微图像的复原,提出了基于三维高斯PSF的复原算法,将Hopfield神经网络用于三维图像序列的复原中,实验证明连续Hopfield网络能够恢复深度变化图像模型的模糊图像.

基于主成分分析法的京津冀空气质量研究

针对京津冀空气质量问题,利用SPSS软件,建立主成分分析的数学模型,提取主成分,得出影响京津冀空气质量水平的三大污染物是NO_2,SO_2,PM2.5.高斯点源模型计算出每小时分散在相同空间位置的污染物的浓度和,得出该点上的污染物浓度;多污染源扩散模型利用坐标变换的方法和GIS技术,模拟污染物扩散,实验结果表明,污染物减少的浓度越大,污染梯度变化越大.

经济可持续发展视角下的空气污染问题研究

文章针对徐州市空气污染问题进行研究,对原有的点源连续排放扩散模型和高斯扩散模型进行改进,选取徐州的某一工厂烟由废气排放进行研究,分析污染源扩散模式,以多污染源扩散模型为基础,建立偏微分方程组,运用Matlab对浓度分布函数进行求解,可以得到污染源方圆51千米处污染浓度分布以及任意一点的浓度值。这一结论对徐州市空气污染防控有重要意义,为徐州市的产业转型升级提供合理化建议。

南帕斯凝析油存储挥发与安全影响分析

南帕斯凝析油产自于伊朗,在炼制过程几乎不残留油渣,因而倍受炼油企业青睐。南帕斯凝析油中硫化氢及硫醇硫等有毒气体的浓度较高,在储存过程中由于储罐呼吸现象的存在,有毒气体挥发量较大。一旦有毒气体挥发量超出《工作场所有害因素职业接触限值》中规定的限值,极容易引发安全事故。南帕斯凝析油的这一特性给企业安全工作带来了很大挑战。以分析南帕斯凝析油理化性质以及存储设备设施现状为基础,运用储罐大小呼吸计算公式定量计算出有毒气体的挥发量及在空气中的含量;并且以呼吸阀口为连续性点源建立气体扩散模型,根据高斯定律推算出下风向各点有毒气体浓度值,从而划分防护等级区域并制定相应的安全操作要求,为企业存储安全提供有效的防护方案。