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基于多模型的水环境远程模拟仿真技术研究

作　者: 樊文杰
导　师: 侯迪波；张光新
学　校: 浙江大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 远程仿真突发性水污染事故水质预警水环境模型
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 71次
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内容摘要

饮用水安全问题事关国计民生,事关和谐社会的建设,事关科学发展观的部署和实施。近年来,伴随着工业化和城市化的加速以及社会经济的快速发展,突发性重大水质污染事件频繁发生,严重威胁了城乡居民的饮用水安全和社会的可持续发展。为了降低突发性水污染事件造成的经济社会损失和生态环境危害,对河流进行污染物扩散仿真模拟具有重大的必要性和现实意义,根据仿真结果对饮用水水质进行评估分析和预警,并采取相应处理措施可有效减缓污染事件对水质的影响。本文针对当前水环境模拟仿真软件局限于本地运行、难以进行网络化应用的现状,提出了一种基于多模型的水环境远程仿真技术,利用多种水环境仿真软件实现突发性水质污染事故的远程仿真,模拟泄露的污染物在水体中的运移扩散状况。本文的主要工作和创新点如下：(1)采用Web技术、数据库技术和GIS技术实现了远程仿真技术在水环境领域的应用,重点研究了水环境远程仿真的关键技术,包括任务管理、仿真前处理、分析计算和仿真结果处理等,建立不受地域限制的远程仿真服务模式,实现远程仿真系统用户的计算资源优化配置、仿真计算效率提高和仿真结果共享。(2)采用Fluent模型、Mike模型和MATLAB模型构建水动力模型和水质模型,并根据水文、气象等历史数据进行参数率定和模型优化,模拟突发性污染事故发生后的污染物迁移扩散状况。针对不同建模软件的特点,开发相应的接口技术支持与水环境远程仿真服务系统的无缝集成,讨论了不同建模软件实现突发性水污染事故的远程仿真效果。(3)针对事发环境复杂,仿真结果与实际结果容易偏离的特点,研究了动态仿真预警技术以提高模型计算的精度；针对目前远程仿真系统的页面多数采用html语言编写,数据处理速率较差、数据展示形式相对单调,引入Flex技术提供仿真结果数据与GIS的接口,实现了水质扩散过程在GIS背景下的动态渲染和动态图表展示。

全文目录

致谢  7-9
摘要  9-10
Abstract  10-12
目录  12-14
第1章绪论  14-24
  1.1 研究背景及意义  15-16
  1.2 水环境模型国内外研究现状  16-20
    1.2.1 水动力模型研究现状  17-18
    1.2.2 水质模型研究现状  18-20
  1.3 远程仿真技术研究现状  20-22
  1.4 论文主要研究内容  22-24
第2章水环境远程模拟仿真服务系统设计  24-41
  2.1 水环境远程模拟仿真服务系统需求分析  25-26
  2.2 水环境远程模拟仿真服务系统结构设计  26-30
    2.2.1 Web浏览器  27
    2.2.2 Web服务器  27-28
    2.2.3 GIS服务器  28-29
    2.2.4 数据库服务器  29
    2.2.5 仿真计算服务器  29-30
  2.3 数据库设计  30-32
    2.3.1 基础数据库  30-31
    2.3.2 水质仿真数据库  31-32
  2.4 仿真服务流程设计  32-33
  2.5 功能设计  33-36
    2.5.1 任务管理模块  34
    2.5.2 仿真前处理模块  34-35
    2.5.3 分析计算模块  35
    2.5.4 结果处理模块  35-36
  2.6 水环境远程模拟仿真服务系统软件实现  36-40
  2.7 本章小结  40-41
第3章基于多模型的水污染事故远程仿真服务构建  41-70
  3.1 概述  42-45
  3.2 基于Fluent的污染事故仿真服务构建  45-53
    3.2.1 Fluent环境建模  45-47
    3.2.2 Fluent仿真服务开发  47-50
    3.2.3 Fluent仿真服务应用  50-53
  3.3 基于Mike的污染事故仿真服务构建  53-61
    3.3.1 Mike环境建模  53-56
    3.3.2 Mike仿真服务开发  56-57
    3.3.3 Mike仿真服务应用  57-61
  3.4 基于MATLAB的污染事故仿真服务构建  61-65
    3.4.1 MATLAB环境建模  61-63
    3.4.2 MATLAB仿真服务开发  63-64
    3.4.3 MATLAB仿真服务应用  64-65
  3.5 综合应用及分析  65-69
  3.6 本章小结  69-70
第4章水环境远程模拟仿真优化技术研究  70-81
  4.1 动态仿真预警技术  71-73
    4.1.1 动态预警技术  71-72
    4.1.2 动态预警技术应用  72-73
  4.2 仿真结果Web展示技术  73-79
    4.2.1 Flex富客户端编译环境  74-75
    4.2.2 Flex与仿真结果数据接口  75-77
    4.2.3 GIS环境下仿真结果动态渲染  77-78
    4.2.4 仿真结果动态渲染效果  78-79
  4.3 本章小结  79-81
第5章总结与展望  81-83
参考文献  83-88
作者简介  88

基于多模型的水环境远程模拟仿真技术研究

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