CN112115531A - 一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法 - Google Patents

一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法，首先，根据场区的施工图纸，对场区及场区内的各单体建筑和建筑房间进行3D Max建模，得到场区内各单体建筑及建筑房间的三维模型；然后，开展液态污染物蒸发为气态污染物，从而造成污染物泄露的仿真分析，即计算建筑房间内的污染物的扩散过程；最后，基于Quest3D软件平台编写室内污染物扩散过程可视化程序，开展建筑房间内的气态污染物扩散覆盖区域的三维可视化展示；该方法建立了偏二甲肼、四氧化二氮的泄漏、蒸发、气态扩散过程简化建模方法，解决了污染物扩散过程空间表达的科学计算可视化难题，实现了室内泄露仿真分析结果空间表达的科学计算与三维可视化。

Description

一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法
技术领域
本发明属于工程规划技术领域，具体涉及一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法。
背景技术
四氧化二氮(二氧化氮)、偏二甲肼具有较高的毒性，是场区各类设施的重大危险源。为了保障人员、产品及地面设施的安全，需要针对场区可能的泄露事故进行数值仿真与安全分析，并有针对性的制定防护措施，达到控制事故风险、减少事故损失的目的。目前还未有有效的针对室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法，该方法建立了偏二甲肼、四氧化二氮的泄漏、蒸发、气态扩散过程简化建模方法，解决了污染物扩散过程空间表达的科学计算可视化难题，实现了室内泄露仿真分析结果空间表达的科学计算与三维可视化，即对偏二甲肼、四氧化二氮(二氧化氮)的泄漏、蒸发、气态扩散过程的简化建模与三维可视化。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法，具体步骤如下：
步骤1：根据场区的施工图纸，对场区及场区内的各单体建筑和建筑房间进行1：1等比例的3D Max建模，即三维仿真建模，得到场区内各单体建筑及建筑房间的三维模型；
步骤2：基于步骤1的建筑房间的三维模型，开展液态污染物蒸发为气态污染物，从而造成污染物泄露的仿真分析，所述污染物包括：偏二甲肼UDMH和二氧化氮NO2；
所述仿真分析为：分别计算建筑房间内的污染物在三种工况下的扩散过程，得到污染物泄露后的建筑房间内的稳定室内流场及事故排风的作用效果；所述三种工况分别为：一是污染物泄露后没有开启事故排风，含有毒气体的所有回风都重新送回到建筑房间内，即Normal工况；二是污染物泄露后开启空调和事故排风，空调回风全部排走，空调送风内不含有毒气体，即AE工况；三是污染物泄漏后关闭空调，仅开启事故排风，即NoAC工况；
所述建筑房间内的污染物扩散过程在三种工况下的计算均相同，所述计算采用FLUENT的多物质输运模型，该模型用于模拟液态污染物蒸发为气态后，气态污染物在空气中的扩散过程；
步骤3：基于Quest3D软件平台编写室内污染物扩散过程可视化程序，开展建筑房间内的气态污染物扩散覆盖区域的三维可视化展示，根据工况仿真计算结果，显示各仿真节点的气态污染物覆盖区域，即展示不同仿真时间节点下，高度为1m平面上达到工作最高允许浓度的气态污染物扩散覆盖区域。
进一步的，在步骤1中，对待进行仿真的单体建筑和建筑房间进行三级层次建模，对其他对象进行三维示意建模；建模具体步骤如下：
步骤1-1，按施工图纸等比例进行点线面建模，模型的精度为厘米级；
步骤1-2，对步骤1-1的模型进行纹理贴图；
步骤1-3，对步骤1-2进行纹理贴图完毕的模型进行简化。
进一步的，在步骤2中，采用FLUENT的多物质输运模型进行的计算分为两大部分：前处理和FLUENT求解；
所述前处理的具体步骤如下：
步骤2-1，根据步骤1建立的建筑房间的三维模型得到待进行仿真的一个建筑房间的几何参数，所述建筑房间包括：门、窗、墙壁、进风口、出风口及液态污染物的蒸发液面；由于在通常情况下，门、窗均为关闭状态，因此，将门、窗均视为墙壁；令东西向为x轴方向，南北向为y轴方向，竖直高度方向为z轴方向；东向为x轴正极方向，北向为y轴正极方向，竖直向上为z轴正极方向；所述建筑房间位于xyz轴坐标系的第一象限；对于体积大于设定值的建筑房间，所述液面的面积设为3m×3m；对于体积小于或等于设定值的建筑房间，所述液面的面积设为建筑房间底面面积的1/9；
步骤2-2，根据建筑房间的长宽高尺寸，采用HyperMesh软件对建筑房间进行网格划分，形成六面体规则的网格，每个网格的边长尺寸为0.2m～0.5m；若进风口或出风口为圆形，则简化为面积相等的正方形；
所述FLUENT求解的具体步骤如下；
步骤2-3，将网格划分完的建筑房间的三维模型导入到FLUENT软件内；
步骤2-4，在FLUENT软件内选择求解器和物理模型；
所述求解器选用针对低速、不可压缩流开发的基于压力的“Pressure-Based”；
选择的物理模型包括：针对气体粘性的“标准k-epsilon”模型、变化流场“Transient”、污染物组分输运方程“Species Transport”及针对气体流动传热的能量方程“Energy Equations”；
步骤2-5，在FLUENT软件内设置材料参数：
所述气态污染物和空气均采用不可压理想气体定律，即空气采用Fluent软件中默认的气体材料参数，气态污染物的分子量通过调整空气的材料参数的分子量得到，同时设定中毒标准，即污染物的作业场所最高允许浓度、应急暴露极限10min、30min及60min后的浓度、废气排放最高允许浓度及爆炸极限的覆盖范围；
步骤2-6，在FLUENT软件内设置边界条件：
所述边界条件包括：环境温度、大气压、加速度、气态污染物即偏二甲肼和二氧化氮的单位面积质量流量Q、气态污染物的流速及进风口或出风口设置流量条件；
所述环境温度设置为各建筑房间的室温，大气压设定为101325Pa；加速度设置为-9.8m/s2；
所述建筑房间的墙壁设定为固定无滑移壁面，温度恒定；
所述液态污染物的蒸发液面设定为质量入口，温度恒定，其质量流量由UDF函数设置；所述偏二甲肼、二氧化氮在贮存条件下的质量蒸发速率公式，如公式(1)和公式(2)所示：
所述偏二甲肼的质量蒸发速率为：
qm,UDMH＝2.6036Aγ0.553(0.001935T2+0.018988T+0.51181)(-2H2+4.46H-0.0265) (1)
所述二氧化氮的蒸发速率为：
Figure BDA0002655503270000031
公式中：
qm为质量蒸发速率，单位为mg/min；
A为蒸发面积，为已知量，单位为cm2；
T为环境温度，单位为℃；
γ为表面风速，单位为m/s；
H为环境相对湿度，取值范围为[0，1]；
根据公式(1)和公式(2)可以计算得到偏二甲肼和二氧化氮的单位面积质量流量，如公式(3)和公式(4)所示：
所述偏二甲肼的单位面积质量流量为：
QUDMH＝qm,UDMH/A (3)
所述二氧化氮的单位面积质量流量为：
Figure BDA0002655503270000032
由于建筑房间的进风口和出风口给定了气态污染物的体积流量，因此，根据进风口和出风口的截面积，可以计算得到气态污染物的流速；
对于封闭的建筑房间，为使得进风口和出风口的流量一致，在进风口或出风口设置流量条件，因此，将进风口边界设置为速度入口，即气态污染物的流速恒定，温度恒定；出风口边界设置为压力出口，即压力为大气压保持恒定，温度恒定；
步骤2-7，在FLUENT软件内设置求解器内的控制参数：
在进行压力速度耦合求解时选用PISO算法；所述PISO算法主要用于时间步长较大的瞬态问题模拟；
在FLUENT软件内选择空间离散方式，即选择Gradient为Green-Gauss NodeBased，Pressure为Body Force Weighted，Momentum/Turbulent Kinetic Energy/Turbulent Dissipation Rate为First Order Upwind；
在FLUENT软件的Under-Relaxation Factors模块内设置松弛因子；所述松弛因子包括：气态污染物的压力、动量、“标准k-epsilon”模型内的k和epsilon；
步骤2-8，在FLUENT软件内设置结果输出：
所述结果输出包括：液态污染物的蒸发液面的质量流量随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的平均体积分数随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的体积分数的等值面图及动画及高度为1m的平面的气态污染物体积分数分布云图；
步骤2-9，通过FLUENT软件对建筑房间内的气态污染物的扩散过程进行试算，获得稳定的建筑房间的室内流场，试算的具体步骤如下：
(1)对FLUENT软件内的建筑房间的三维模型和设置的求解器、物理模型、材料参数、边界条件及控制参数分别进行初始化；
(2)运行FLUENT软件进行建筑房间内的气态污染物的扩散过程的仿真；
仿真过程为：①起始时，液态污染物还未进行蒸发，室内流场静止，建筑房间内的气态污染物浓度为0；
②设定时间后，液态污染物从所述蒸发液面的质量入口蒸发，变成气态污染物进行扩散；
③监测所述质量入口的偏二甲肼和二氧化氮的单位面积质量流量，根据所述质量流量来衡量建筑房间的室内流场的稳定程度；在所述气态污染物扩散试算步长后，若质量流量的残差曲线在此试算步长内收敛，则表示建筑房间的室内流场基本稳定，为实际泄漏开始时的稳定流场，中止试算；若质量流量的残差曲线在此试算步长内未收敛，则重新调整试算步长，直到质量流量的残差曲线收敛后，中止试算；
步骤2-10，通过FLUENT软件对建筑房间内的气态污染物的扩散过程进行正式计算，获得气态污染物的扩散过程，正式计算的具体步骤如下：
(1)以步骤2-9的中止试算的时间为起始时间，即以实际泄漏开始时的稳定流场作为建筑房间内的起始状态；
(2)运行FLUENT软件进行建筑房间内的气态污染物的扩散过程的仿真；
(3)从中止试算的时间起，每间隔正式计算步长后，输出液态污染物的蒸发液面的质量流量的离散值、建筑房间内的气态污染物的平均体积分数的离散值、建筑房间内的气态污染物的体积分数的离散值及高度为1m的平面的气态污染物体积分数的离散值；
最终得到液态污染物的蒸发液面的质量流量随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的平均体积分数随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的体积分数的等值面图及动画及高度为1m的平面的气态污染物体积分数分布云图，即得到气态污染物的扩散过程；根据得到的气态污染物的扩散过程与步骤2-5设置的中毒标准进行对比，判断是否造成气态污染物的中毒污染；若不足所述中毒标准的浓度，则未发生中毒污染；若超过所述中毒标准的浓度，则发生中毒污染。
进一步的，步骤3的具体步骤如下：
步骤3-1：构建用于Quest3D程序动态加载的外部模型文件和外部数据文件；
步骤3-1-1：构建外部模型文件；
(1)3D Max模型导出
将步骤1建立的场区的三维模型从3D Max导出，且导出时记录场区的位置信息，坐标归零后导出，导出后按原坐标在Quest3D中进行坐标位移转换；所述位置信息包括：场区编码、场区名称、位置坐标、旋转角度，其中，X坐标指向东西方向，Y坐标指向高度方向，Z坐标指向南北方向，旋转方向为自顶向下看，顺时针为正；
将步骤1建立的单体建筑的三维模型的坐标原点选取在单体建筑外墙的零平面西南角点；在3D Max中记录坐标原点位置信息，将坐标归零后进行导出，导出后按原坐标在Quest3D中进行坐标位移转换；导出时记录的位置信息包括：建筑编码、建筑名称、位置坐标、旋转角度、建筑尺寸，其中，X坐标指向东西方向，Y坐标指向高度方向，Z坐标指向南北方向，旋转方向为自顶向下看，顺时针为正，单体建筑长为东西方向，单体建筑宽为高度方向，单体建筑高为南北方向；
将步骤1建立的建筑房间的三维模型的坐标原点选取在顶视图中建筑房间内部内沿左下角点；记录建筑房间的坐标原点与建筑坐标原点相对坐标值，不进行坐标归零，直接导出，导入至Quest3D后房间位于单体建筑内部，不需进行坐标转换；导出时记录的位置信息包括：房间编码、房间名称、位置坐标、房间尺寸，其中，X坐标指向东西方向，Y坐标指向高度方向，Z坐标指向南北方向，旋转方向为自顶向下看，顺时针为正，建筑房间长为东西方向，建筑房间宽为高度方向，建筑房间高为南北方向；
(2)在Quest3D程序中创建模型位置信息表
根据模型导出时记录的位置信息，在Quest3D程序中构建模型的位置信息表，所述位置信息表的表字段包括：模型名称、位置坐标、旋转角度和尺寸大小，Quest3D程序运行时将对模型位置进行自动赋值；
(3)在Quest3D程序中构建工况-模型关联关系
将3D Max导出的场区、单体建筑及建筑房间的三维模型文件导入至Quest3D程序中，在程序中将出现文件中包含的模型数据，创建模型实例并按照各工况仿真需要用到的场区、单体建筑及建筑房间的三维模型，建立工况与模型实例间的关联关系，然后在程序中删除导入的模型数据，并按照模型文件物理存储地址重新建立外部模型文件中的模型数据与程序中对应的模型实例间的映射关系，至此，可供动态加载的外部模型文件构建完成；
步骤3-1-2：构建外部数据文件；
按工况构建相应数量的外部数据文件，所述外部数据文件包括：仿真节点-仿真时间映射表和污染物扩散范围效果图显示容器；仿真节点-仿真时间映射表用于记录该工况各仿真节点所对应的仿真时间，包括仿真节点序号和仿真时间两个字段；污染物扩散范围效果图显示容器是个长方体3D Max模型，包括位置矩阵参数和外观参数，其中，位置矩阵按照该工况所处建筑的位置坐标加上相应偏移量计算获得，外观参数中的纹理参数通过Switch函数根据仿真节点序号选择对应的污染物扩散范围效果图对其进行赋值。
步骤3-2，设计导航界面，按照“场区—单体建筑—建筑房间—工况名称”组织结构对所有工况进行分类索引，使其能够快速定位并进入对应的工况模块；
步骤3-3，选择工况；
步骤3-4，对仿真进行初始化，分别动态加载外部模型文件和外部数据文件：
(1)按照步骤3-3所选的工况，依据步骤3-1-1的(3)中建立的工况-模型关联关系，按照存放地址快速查找外部模型文件，并按需加载其中包含的模型至Quest3D内存中，释放之前工况模型所占据的内存，实现动态加载三维场景；
(2)按照步骤3-3所选的工况，快速查找外部数据文件，加载其中包含的仿真节点-仿真时间映射表和污染物扩散范围效果图显示容器至Quest3D系统中，并从程序中删除之前工况数据，实现动态加载仿真数据；
步骤3-5，按照仿真节点序号，开始仿真流程；
步骤3-6，进入某仿真节点后，按当前仿真节点序号i，选择相应污染物扩散范围效果图纹理，并从仿真节点-仿真时间映射表中获取该图对应的仿真时间；
步骤3-7，将该效果图作为显示容器的纹理加以渲染，同时显示该图对应的仿真时间；
步骤3-8，判断是否继续进行该工况的仿真，若是，则重新选择仿真节点，重复步骤3-6到3-8；若否，则重新选择工况，重复步骤3-3到3-8；实现仿真的循环；
因此，根据工况仿真计算结果，展示不同仿真时间节点下，高度为1m平面上达到工作最高允许浓度的污染物扩散覆盖区域；数据类型是非结构化的图档资料，数据处理与显示逻辑流程为动画帧渲染。
进一步的，所述纹理贴图所需图像的样式通过现场拍照获取，图像的尺寸通过实际测量获取，并对所述图像作以下处理：
(1)将图像的文件格式转换成3D Max中支持的文件格式；
(2)将图像的长、宽全部限制为2的幂次单位的像素大小，实现图像大小的标准化；
(3)对图像进行透明处理。
有益效果：本发明利用虚拟仿真与数值计算技术实现室内污染物泄漏仿真分析，重点针对偏二甲肼、四氧化二氮(二氧化氮)的气态扩散过程，使用FLUENT的多物质输运模型模拟污染物在空气中的扩散过程，并利用三维可视化虚拟仿真技术手段，对室内污染物(偏二甲肼和四氧化二氮)扩散过程仿真，分别针对未开启事故排风(Normal)、开启事故排风(AE)、关闭空调开启事故排风(NoAC)三种工况，分析得出工作最高允许浓度、10分钟应急暴露极限、爆炸极限覆盖区域，污染物对比，事故排风影响，以及排污过程与性能等方面结论，利用仿真平台展示扩散过程动画以及不同时刻污染物分布，可视化分析污染物(偏二甲肼和二氧化氮)的扩散过程、风速的影响、泄漏源流量影响，为污染物泄露安全分析工作提供了有效技术手段，该方法经过实际任务检验，能够科学指导任务安全防护实施，确保任务安全。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为通过FLUENT软件求解的流程图；
图3为建筑房间的示意图；
图4为建筑房间的网格划分示意图；
图5为利用UDF实现循环进出风边界条件的示意图；
图6为室内污染物扩散覆盖区域的三维可视化展示流程图；
图7为室内污染物泄漏的数据示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法，参见附图1，具体步骤如下：
步骤1：根据场区的施工图纸，对场区及场区内的各单体建筑和建筑房间进行1：1等比例的3D Max建模，即三维仿真建模，得到场区内各单体建筑及建筑房间的三维模型；
其中，对待进行仿真的单体建筑和建筑房间进行三级层次建模，对其他对象进行三维示意建模；建模具体步骤如下：
步骤1-1，按施工图纸等比例进行点线面建模，模型的精度为厘米级；
步骤1-2，对步骤1-1的模型进行纹理贴图；所述纹理贴图所需图像的样式可通过现场拍照获取，图像的尺寸可通过实际测量获取；但是由于不满足要求的图像不能正常显示，因此为了场景驱动的要求，需对图像作以下处理：
(1)将图像的文件格式转换成3D Max中支持的文件格式，如TGA、PNG、BMP或JPG；
(2)将图像的长、宽全部限制为2的幂次单位的像素大小，实现图像大小的标准化；
(3)对图像进行透明处理；
步骤1-3，对步骤1-2进行纹理贴图完毕的模型进行简化；模型的复杂度是影响实时渲染的关键因素，因此在不影响视觉效果的前提下，尽量减少模型复杂度，减少模型复杂度的途径如下：
(1)去除在实体外部观察模型时不可见的冗余面；由于场景浏览时所述冗余面处于不可见的位置，因此去除冗余面并不影响实体的视觉效果，且消除冗余面可以很大程度上降低场景的复杂度；
(2)在影响不大的情况下，将模型中相近的面片合并，所述相近的面片指的是间距小于设定值的两个以上面片；
步骤2：基于步骤1的建筑房间的三维模型，开展液态污染物蒸发为气态污染物，从而造成污染物泄露的仿真分析，所述污染物包括：偏二甲肼(UDMH)和四氧化二氮(N2O4)，由于四氧化二氮(N2O4)在常温下会分解为二氧化氮(NO2)，并且污染物的毒性实际为二氧化氮的毒性，因此，可开展二氧化氮泄露的仿真分析，即所述污染物包括：偏二甲肼(UDMH)和二氧化氮(NO2)；
所述仿真分析为：分别计算建筑房间内的污染物在三种工况下的扩散过程，得到污染物泄露后的建筑房间内的稳定室内流场及事故排风的作用效果；所述三种工况分别为：一是污染物泄露后没有开启事故排风，含有毒气体的所有回风都重新送回到建筑房间内，即Normal工况；二是污染物泄露后开启空调和事故排风，空调回风全部排走，空调送风内不含有毒气体，即AE工况；三是污染物泄漏后关闭空调，仅开启事故排风，即NoAC工况；
所述建筑房间内的污染物扩散过程在三种工况下的计算均相同，所述计算采用FLUENT的多物质输运模型，该模型能够很好地模拟液态污染物蒸发为气态后，气态污染物在空气中的扩散过程，即该模型能够充分考虑污染物扩散过程中的物质输运、能量交换，并且支持UDF编程对边界条件进行自定义设置，可以通过经验公式控制污染物的蒸发量；
所述计算可以分为两大部分：前处理和FLUENT求解，参见附图2，若不加特别说明，采用米(m)，秒(s)，公斤(kg)的国际单位制；
第一部分：前处理：
步骤2-1，根据步骤1建立的建筑房间的三维模型得到待进行仿真的一个建筑房间的几何参数，参见附图3，所述建筑房间包括：门、窗、墙壁、进风口(送风口)、出风口(排风口)及液态污染物的蒸发液面；由于在通常情况下，门、窗均为关闭状态，因此，将门、窗均视为墙壁；令东西向为x轴方向，南北向为y轴方向，竖直高度方向为z轴方向；东向为x轴正极方向，北向为y轴正极方向，竖直向上为z轴正极方向；所述建筑房间位于xyz轴坐标系的第一象限；对于体积大于设定值的建筑房间，所述液面的面积设为3m×3m；对于体积小于或等于设定值的建筑房间，所述液面的面积设为建筑房间底面面积的1/9；
步骤2-2，根据建筑房间的长宽高尺寸，采用HyperMesh软件对建筑房间进行网格划分，形成六面体规则的网格，参见附图4，每个网格的边长尺寸为0.2m～0.5m；若进风口或出风口为圆形，简化为面积相等的正方形，以便于划分网格；
第二部分：通过FLUENT软件求解；
步骤2-3，将网格划分完的建筑房间的三维模型导入到FLUENT软件内，并检查建筑房间的网格是否符合六面体规则，若符合，进可进行下一步，若不符合，则重新划分网格后，再导入FLUENT软件内，直到网格符合六面体规则；
步骤2-4，在FLUENT软件内选择求解器和物理模型；
所述求解器选用针对低速、不可压缩流开发的基于压力的“Pressure-Based”；
选择的物理模型包括：针对气体粘性的“标准k-epsilon”模型、变化流场“Transient”、污染物组分输运方程“Species Transport”及针对气体流动传热的能量方程“Energy Equations”；
步骤2-5，在FLUENT软件内设置材料参数：
由于气态污染物在扩散及通风过程中的压力变化微小，因此，气态污染物和空气均采用不可压理想气体定律，即空气采用Fluent软件中默认的气体材料参数，气态污染物的分子量通过调整空气的材料参数的分子量得到，同时设定中毒标准，即设定污染物的作业场所最高允许浓度、应急暴露极限10min、30min及60min后的浓度、废气排放最高允许浓度及爆炸极限的覆盖范围，最终得到的污染物的材料参数如表1所示；
表1污染物材料参数
Figure BDA0002655503270000101
其中，所述偏二甲肼的可燃浓度极限体积分数(即爆炸极限)为2.5％～78.5％，保守考虑，本实施例取2.5％的四分之一，即0.625％。在本实施例中，令气态污染物应急暴露极限10min后的浓度为最主要的中毒标准，其对应的气态污染物扩散范围为重点分析对象；
步骤2-6，在FLUENT软件内设置边界条件：
所述边界条件包括：环境温度、大气压、加速度、气态污染物即偏二甲肼和二氧化氮的单位面积质量流量Q、气态污染物的流速及进风口或出风口设置流量条件；
不考虑建筑房间与外界的热交换，环境温度设置为各建筑房间的室温，大气压设定为101325Pa；考虑重力影响，其加速度设置为-9.8m/s2；
建筑房间的墙壁设定为固定无滑移壁面，温度恒定，不考虑气体从墙壁或门缝进出；
液态污染物的蒸发液面设定为质量入口，温度恒定，其质量流量由UDF函数设置；参见附图5，所述UDF函数与文献1(黄智勇，陈兴，平燕兵，等.贮存条件下偏二甲肼蒸发特性【J】.导弹与航天运载技术，2011(1)：58-61.)和文献2(黄智勇，陈兴，王煊军，等.四氧化二氮推进剂贮存条件下蒸发模型研究【J】.化学推进剂与高分子材料，2011(2)：56-59.)内记载的质量蒸发速率公式相同，文献内通过实验确定了偏二甲肼、二氧化氮在贮存条件下的质量蒸发速率公式，如公式(1)和公式(2)所示：
所述偏二甲肼的质量蒸发速率为：
qm,UDMH＝2.6036Aγ0.553(0.001935T2+0.018988T+0.51181)(-2H2+4.46H-0.0265) (1)
所述二氧化氮的蒸发速率为：
Figure BDA0002655503270000102
公式中：
qm为质量蒸发速率，单位为mg/min；
A为蒸发面积，为已知量，单位为cm2；
T为环境温度，单位为℃；
γ为表面风速，单位为m/s；
H为环境相对湿度，取值范围为[0，1]，本实施例中，H＝0.5；
根据公式(1)和公式(2)可以计算得到偏二甲肼和二氧化氮的单位面积质量流量，单位为kg/(s·m2)，如公式(3)和公式(4)所示：
所述偏二甲肼的单位面积质量流量为：
QUDMH＝qm,UDMH/A＝7.3921×10-4γ0.553(0.001935T2+0.018988T+0.51181) (3)
所述二氧化氮的单位面积质量流量为：
Figure BDA0002655503270000111
由于建筑房间的进风口和出风口给定了气态污染物的体积流量，因此，根据进风口和出风口的截面积，可以计算得到气态污染物的流速；
对于封闭的建筑房间，为使得进风口和出风口的流量一致，只能在进风口或出风口设置流量条件，因此，将进风口边界设置为速度入口，即气态污染物的流速恒定，温度恒定；出风口边界设置为压力出口，即压力为大气压保持恒定，温度恒定；
步骤2-7，在FLUENT软件内设置求解器内的控制参数：
在进行压力速度耦合求解时，本实施例选用PISO算法；所述PISO算法主要用于时间步长较大的瞬态问题模拟，而SIMPLE/SIMPLEC算法主要用于稳态问题计算，因此本实施例选择PISO算法求解；
在FLUENT软件内选择空间离散方式，即选择Gradient为Green-Gauss NodeBased，Pressure为Body Force Weighted，Momentum/Turbulent Kinetic Energy/Turbulent Dissipation Rate为First Order Upwind，其余选项选择默认；
在FLUENT软件的Under-Relaxation Factors模块内设置松弛因子；所述松弛因子包括：气态污染物的压力、动量、“标准k-epsilon”模型内的k和epsilon；所述松弛因子分别设置为默认值或依次分别设为0.2、0.5、0.5、0.5；
步骤2-8，在FLUENT软件内设置结果输出：
所述结果输出包括：液态污染物的蒸发液面的质量流量随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的平均体积分数随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的体积分数的等值面图及动画及高度为1m的平面的气态污染物体积分数分布云图；
步骤2-9，通过FLUENT软件对建筑房间内的气态污染物的扩散过程进行试算，获得稳定的建筑房间的室内流场，试算的具体步骤如下：
(1)对FLUENT软件内的建筑房间的三维模型和设置的求解器、物理模型、材料参数、边界条件及控制参数分别进行初始化；
(2)运行FLUENT软件进行建筑房间内的气态污染物的扩散过程的仿真；
仿真过程为：①起始时，液态污染物还未进行蒸发，室内流场静止，建筑房间内的气态污染物浓度为0；
②设定时间后，液态污染物从所述蒸发液面的质量入口蒸发，变成气态污染物进行扩散；
③监测所述质量入口的偏二甲肼和二氧化氮的单位面积质量流量，根据所述质量流量来衡量建筑房间的室内流场的稳定程度；令试算步长采用步长5s，即所述气态污染物扩散5s后，若质量流量的残差曲线在此试算步长内收敛，则表示建筑房间的室内流场基本稳定，为实际泄漏开始时的稳定流场，中止试算；若质量流量的残差曲线在此试算步长内未收敛，则重新调整试算步长，直到质量流量的残差曲线收敛后，中止试算；
步骤2-10，通过FLUENT软件对建筑房间内的气态污染物的扩散过程进行正式计算，获得气态污染物的扩散过程，正式计算的具体步骤如下：
(1)以步骤2-9的中止试算的时间为起始时间，即以实际泄漏开始时的稳定流场作为建筑房间内的起始状态；
(2)运行FLUENT软件进行建筑房间内的气态污染物的扩散过程的仿真；
(3)令正式计算步长采用步长1s，即从中止试算的时间起，每间隔1s后，输出液态污染物的蒸发液面的质量流量的离散值、建筑房间内的气态污染物的平均体积分数的离散值、建筑房间内的气态污染物的体积分数的离散值及高度为1m的平面的气态污染物体积分数的离散值；
最终得到液态污染物的蒸发液面的质量流量随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的平均体积分数随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的体积分数的等值面图及动画及高度为1m的平面的气态污染物体积分数分布云图，即得到气态污染物的扩散过程；根据得到的气态污染物的扩散过程与步骤2-5设置的中毒标准进行对比，即与所述气态污染物应急暴露极限10min后的浓度进行对比，判断是否造成气态污染物的中毒污染；若不足所述中毒标准的浓度，则未发生中毒污染；若超过所述中毒标准的浓度，则发生中毒污染。
步骤3：基于Quest3D软件平台编写室内污染物扩散过程可视化程序，开展建筑房间内的气态污染物扩散覆盖区域的三维可视化展示，参见附图6，根据工况仿真计算结果，显示各仿真节点的气态污染物覆盖区域，即展示不同仿真时间节点下，高度为1m平面上达到工作最高允许浓度的气态污染物扩散覆盖区域；
由于气态污染物扩散是一个连续过程，因此需要按一定时间间隔对扩散过程进行离散化，利用采样数据集合来近似整个过程；系统按照1秒为周期对高度为1m平面上达到工作最高允许浓度的扩散覆盖区域进行采样，然后按序展示这些采样数据，可以观察出气态污染物的扩散方位、扩散速度、污染物覆盖区域、污染严重程度等情况；具体步骤为：
步骤3-1：构建用于Quest3D程序动态加载的外部模型文件和外部数据文件；
步骤3-1-1：构建外部模型文件；
(1)3D Max模型导出
将步骤1建立的场区的三维模型从3D Max导出，且导出时记录场区的位置信息，坐标归零后导出，导出后按原坐标在Quest3D中进行坐标位移转换；所述位置信息包括：场区编码、场区名称、位置坐标(X，Y，Z)、旋转角度，其中，X坐标指向东西方向，Y坐标指向高度方向，Z坐标指向南北方向，旋转方向为自顶向下看，顺时针为正；
将步骤1建立的单体建筑的三维模型的坐标原点选取在单体建筑外墙的零平面西南角点。在3D Max中记录坐标原点位置信息，将坐标归零(XYZ全部赋值为0)后进行导出，导出后按原坐标在Quest3D中进行坐标位移转换。导出时记录的位置信息包括：建筑编码、建筑名称、位置坐标(X，Y，Z)、旋转角度、建筑尺寸(长、宽、高)，其中，X坐标指向东西方向，Y坐标指向高度方向，Z坐标指向南北方向，旋转方向为自顶向下看，顺时针为正，单体建筑长为东西方向，单体建筑宽为高度方向，单体建筑高为南北方向。
将步骤1建立的建筑房间的三维模型的坐标原点选取在顶视图中建筑房间内部内沿左下角点；记录建筑房间的坐标原点与建筑坐标原点相对坐标值，不进行坐标归零，直接导出，导入至Quest3D后房间位于单体建筑内部，不需进行坐标转换，但此时需要使用检验程序进行坐标检查；导出时记录的位置信息包括：房间编码、房间名称、位置坐标(X，Y，Z)、房间尺寸(长、宽、高)，其中，X坐标指向东西方向，Y坐标指向高度方向，Z坐标指向南北方向，旋转方向为自顶向下看，顺时针为正，建筑房间长为东西方向，建筑房间宽为高度方向，建筑房间高为南北方向。
(2)在Quest3D程序中创建模型位置信息表
根据模型导出时记录的位置信息，在Quest3D程序中构建模型的位置信息表，所述位置信息表的表字段包括：模型名称(Name)、位置坐标(Position<Vector>)、旋转角度(Rotation<Vector>)和尺寸大小(Size<Vector>)，Quest3D程序运行时将对模型位置进行自动赋值，减少人为操作难度；
(3)在Quest3D程序中构建工况-模型关联关系
将3D Max导出的场区、单体建筑及建筑房间的三维模型文件(*模型.cgr)导入至Quest3D程序中，在程序中将出现文件中包含的模型数据，创建模型实例并按照各工况仿真需要用到的场区、单体建筑及建筑房间的三维模型，建立工况与模型实例间的关联关系，然后在程序中删除导入的模型数据，并按照模型文件物理存储地址重新建立外部模型文件中的模型数据与程序中对应的模型实例间的映射关系，至此，可供动态加载的外部模型文件构建完成。
步骤3-1-2：构建外部数据文件；
按工况构建相应数量的外部数据文件(PollutantDispersion.cgr)，所述外部数据文件包括：仿真节点-仿真时间映射表(TheTimeOfFrame)和污染物扩散范围效果图显示容器(PollutantDispersionPic)。仿真节点-仿真时间映射表用于记录该工况各仿真节点所对应的仿真时间，包括仿真节点序号(No)和仿真时间(Time)两个字段；污染物扩散范围效果图显示容器是个长方体3D Max模型(3D Object类型)，包括位置矩阵参数(PositionMatrix)和外观参数(Surface)，其中，位置矩阵按照该工况所处建筑的位置坐标加上相应偏移量计算获得，外观参数中的纹理(Texture)参数通过Switch函数根据仿真节点序号选择对应的污染物扩散范围效果图对其进行赋值；
步骤3-2，设计导航界面，按照“场区—单体建筑—建筑房间—工况名称”组织结构对所有工况进行分类索引，使其能够快速定位并进入对应的工况模块；
步骤3-3，选择工况；
步骤3-4，对仿真进行初始化，分别动态加载外部模型文件和外部数据文件：
(1)按照步骤3-3所选的工况，依据步骤3-1-1的(3)中建立的工况-模型关联关系，按照存放地址快速查找外部模型文件，并按需加载其中包含的模型至Quest3D内存中，释放之前工况模型所占据的内存，实现动态加载三维场景；
(2)按照步骤3-3所选的工况，快速查找外部数据文件，加载其中包含的仿真节点-仿真时间映射表和污染物扩散范围效果图显示容器至Quest3D系统中，并从程序中删除之前工况数据，实现动态加载仿真数据；
步骤3-5，按照仿真节点序号，开始仿真流程；
步骤3-6，进入某仿真节点后，按当前仿真节点序号i，选择相应污染物扩散范围效果图纹理，并从仿真节点-仿真时间映射表中获取该图对应的仿真时间；
步骤3-7，将该效果图作为显示容器的纹理加以渲染，同时显示该图对应的仿真时间；
步骤3-8，判断是否继续进行该工况的仿真，若是，则重新选择仿真节点，重复步骤3-6到3-8；若否，则重新选择工况，重复步骤3-3到3-8；实现仿真的循环；
因此，根据工况仿真计算结果，展示不同仿真时间节点下，高度为1m平面上达到工作最高允许浓度的污染物扩散覆盖区域，参见附图7；数据类型是非结构化的图档资料，数据处理与显示逻辑流程为动画帧渲染。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1：根据场区的施工图纸，对场区及场区内的各单体建筑和建筑房间进行1：1等比例的3D Max建模，即三维仿真建模，得到场区内各单体建筑及建筑房间的三维模型；
步骤2：基于步骤1的建筑房间的三维模型，开展液态污染物蒸发为气态污染物，从而造成污染物泄露的仿真分析，所述污染物包括：偏二甲肼UDMH和二氧化氮NO2；
所述仿真分析为：分别计算建筑房间内的污染物在三种工况下的扩散过程，得到污染物泄露后的建筑房间内的稳定室内流场及事故排风的作用效果；所述三种工况分别为：一是污染物泄露后没有开启事故排风，含有毒气体的所有回风都重新送回到建筑房间内，即Normal工况；二是污染物泄露后开启空调和事故排风，空调回风全部排走，空调送风内不含有毒气体，即AE工况；三是污染物泄漏后关闭空调，仅开启事故排风，即NoAC工况；
所述建筑房间内的污染物扩散过程在三种工况下的计算均相同，所述计算采用FLUENT的多物质输运模型，该模型用于模拟液态污染物蒸发为气态后，气态污染物在空气中的扩散过程；
步骤3：基于Quest3D软件平台编写室内污染物扩散过程可视化程序，开展建筑房间内的气态污染物扩散覆盖区域的三维可视化展示，根据工况仿真计算结果，显示各仿真节点的气态污染物覆盖区域，即展示不同仿真时间节点下，高度为1m平面上达到工作最高允许浓度的气态污染物扩散覆盖区域。
2.如权利要求1所述的一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法，其特征在于，在步骤1中，对待进行仿真的单体建筑和建筑房间进行三级层次建模，对其他对象进行三维示意建模；建模具体步骤如下：
步骤1-1，按施工图纸等比例进行点线面建模，模型的精度为厘米级；
步骤1-2，对步骤1-1的模型进行纹理贴图；
步骤1-3，对步骤1-2进行纹理贴图完毕的模型进行简化。
3.如权利要求1所述的一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法，其特征在于，在步骤2中，采用FLUENT的多物质输运模型进行的计算分为两大部分：前处理和FLUENT求解；
所述前处理的具体步骤如下：
步骤2-1，根据步骤1建立的建筑房间的三维模型得到待进行仿真的一个建筑房间的几何参数，所述建筑房间包括：门、窗、墙壁、进风口、出风口及液态污染物的蒸发液面；由于在通常情况下，门、窗均为关闭状态，因此，将门、窗均视为墙壁；令东西向为x轴方向，南北向为y轴方向，竖直高度方向为z轴方向；东向为x轴正极方向，北向为y轴正极方向，竖直向上为z轴正极方向；所述建筑房间位于xyz轴坐标系的第一象限；对于体积大于设定值的建筑房间，所述液面的面积设为3m×3m；对于体积小于或等于设定值的建筑房间，所述液面的面积设为建筑房间底面面积的1/9；
步骤2-2，根据建筑房间的长宽高尺寸，采用HyperMesh软件对建筑房间进行网格划分，形成六面体规则的网格，每个网格的边长尺寸为0.2m～0.5m；若进风口或出风口为圆形，则简化为面积相等的正方形；
所述FLUENT求解的具体步骤如下；
步骤2-3，将网格划分完的建筑房间的三维模型导入到FLUENT软件内；
步骤2-4，在FLUENT软件内选择求解器和物理模型；
所述求解器选用针对低速、不可压缩流开发的基于压力的“Pressure-Based”；
选择的物理模型包括：针对气体粘性的“标准k-epsilon”模型、变化流场“Transient”、污染物组分输运方程“Species Transport”及针对气体流动传热的能量方程“EnergyEquations”；
步骤2-5，在FLUENT软件内设置材料参数：
所述气态污染物和空气均采用不可压理想气体定律，即空气采用Fluent软件中默认的气体材料参数，气态污染物的分子量通过调整空气的材料参数的分子量得到，同时设定中毒标准，即污染物的作业场所最高允许浓度、应急暴露极限10min、30min及60min后的浓度、废气排放最高允许浓度及爆炸极限的覆盖范围；
步骤2-6，在FLUENT软件内设置边界条件：
所述边界条件包括：环境温度、大气压、加速度、气态污染物即偏二甲肼和二氧化氮的单位面积质量流量Q、气态污染物的流速及进风口或出风口设置流量条件；
所述环境温度设置为各建筑房间的室温，大气压设定为101325Pa；加速度设置为-9.8m/s2；
所述建筑房间的墙壁设定为固定无滑移壁面，温度恒定；
所述液态污染物的蒸发液面设定为质量入口，温度恒定，其质量流量由UDF函数设置；所述偏二甲肼、二氧化氮在贮存条件下的质量蒸发速率公式，如公式(1)和公式(2)所示：
所述偏二甲肼的质量蒸发速率为：
qm,UDMH＝2.6036Aγ0.553(0.001935T2+0.018988T+0.51181)(-2H2+4.46H-0.0265) (1)
所述二氧化氮的蒸发速率为：
Figure FDA0002655503260000021
公式中：
qm为质量蒸发速率，单位为mg/min；
A为蒸发面积，为已知量，单位为cm2；
T为环境温度，单位为℃；
γ为表面风速，单位为m/s；
H为环境相对湿度，取值范围为[0，1]；
根据公式(1)和公式(2)可以计算得到偏二甲肼和二氧化氮的单位面积质量流量，如公式(3)和公式(4)所示：
所述偏二甲肼的单位面积质量流量为：
QUDMH＝qm,UDMH/A (3)
所述二氧化氮的单位面积质量流量为：
Figure FDA0002655503260000031
由于建筑房间的进风口和出风口给定了气态污染物的体积流量，因此，根据进风口和出风口的截面积，可以计算得到气态污染物的流速；
对于封闭的建筑房间，为使得进风口和出风口的流量一致，在进风口或出风口设置流量条件，因此，将进风口边界设置为速度入口，即气态污染物的流速恒定，温度恒定；出风口边界设置为压力出口，即压力为大气压保持恒定，温度恒定；
步骤2-7，在FLUENT软件内设置求解器内的控制参数：
在进行压力速度耦合求解时选用PISO算法；所述PISO算法主要用于时间步长较大的瞬态问题模拟；
在FLUENT软件内选择空间离散方式，即选择Gradient为Green-Gauss Node Based，Pressure为Body Force Weighted，Momentum/Turbulent Kinetic Energy/TurbulentDissipation Rate为First Order Upwind；
在FLUENT软件的Under-Relaxation Factors模块内设置松弛因子；所述松弛因子包括：气态污染物的压力、动量、“标准k-epsilon”模型内的k和epsilon；
步骤2-8，在FLUENT软件内设置结果输出：
所述结果输出包括：液态污染物的蒸发液面的质量流量随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的平均体积分数随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的体积分数的等值面图及动画及高度为1m的平面的气态污染物体积分数分布云图；
步骤2-9，通过FLUENT软件对建筑房间内的气态污染物的扩散过程进行试算，获得稳定的建筑房间的室内流场，试算的具体步骤如下：
(1)对FLUENT软件内的建筑房间的三维模型和设置的求解器、物理模型、材料参数、边界条件及控制参数分别进行初始化；
(2)运行FLUENT软件进行建筑房间内的气态污染物的扩散过程的仿真；
仿真过程为：①起始时，液态污染物还未进行蒸发，室内流场静止，建筑房间内的气态污染物浓度为0；
②设定时间后，液态污染物从所述蒸发液面的质量入口蒸发，变成气态污染物进行扩散；
③监测所述质量入口的偏二甲肼和二氧化氮的单位面积质量流量，根据所述质量流量来衡量建筑房间的室内流场的稳定程度；在所述气态污染物扩散试算步长后，若质量流量的残差曲线在此试算步长内收敛，则表示建筑房间的室内流场基本稳定，为实际泄漏开始时的稳定流场，中止试算；若质量流量的残差曲线在此试算步长内未收敛，则重新调整试算步长，直到质量流量的残差曲线收敛后，中止试算；
步骤2-10，通过FLUENT软件对建筑房间内的气态污染物的扩散过程进行正式计算，获得气态污染物的扩散过程，正式计算的具体步骤如下：
(1)以步骤2-9的中止试算的时间为起始时间，即以实际泄漏开始时的稳定流场作为建筑房间内的起始状态；
(2)运行FLUENT软件进行建筑房间内的气态污染物的扩散过程的仿真；
(3)从中止试算的时间起，每间隔正式计算步长后，输出液态污染物的蒸发液面的质量流量的离散值、建筑房间内的气态污染物的平均体积分数的离散值、建筑房间内的气态污染物的体积分数的离散值及高度为1m的平面的气态污染物体积分数的离散值；
最终得到液态污染物的蒸发液面的质量流量随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的平均体积分数随时间的变化曲线、建筑房间内的气态污染物的体积分数的等值面图及动画及高度为1m的平面的气态污染物体积分数分布云图，即得到气态污染物的扩散过程；根据得到的气态污染物的扩散过程与步骤2-5设置的中毒标准进行对比，判断是否造成气态污染物的中毒污染；若不足所述中毒标准的浓度，则未发生中毒污染；若超过所述中毒标准的浓度，则发生中毒污染。
4.如权利要求3所述的一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法，其特征在于，步骤3的具体步骤如下：
步骤3-1：构建用于Quest3D程序动态加载的外部模型文件和外部数据文件；
步骤3-1-1：构建外部模型文件；
(1)3D Max模型导出
将步骤1建立的场区的三维模型从3D Max导出，且导出时记录场区的位置信息，坐标归零后导出，导出后按原坐标在Quest3D中进行坐标位移转换；所述位置信息包括：场区编码、场区名称、位置坐标、旋转角度，其中，X坐标指向东西方向，Y坐标指向高度方向，Z坐标指向南北方向，旋转方向为自顶向下看，顺时针为正；
将步骤1建立的单体建筑的三维模型的坐标原点选取在单体建筑外墙的零平面西南角点；在3D Max中记录坐标原点位置信息，将坐标归零后进行导出，导出后按原坐标在Quest3D中进行坐标位移转换；导出时记录的位置信息包括：建筑编码、建筑名称、位置坐标、旋转角度、建筑尺寸，其中，X坐标指向东西方向，Y坐标指向高度方向，Z坐标指向南北方向，旋转方向为自顶向下看，顺时针为正，单体建筑长为东西方向，单体建筑宽为高度方向，单体建筑高为南北方向；
将步骤1建立的建筑房间的三维模型的坐标原点选取在顶视图中建筑房间内部内沿左下角点；记录建筑房间的坐标原点与建筑坐标原点相对坐标值，不进行坐标归零，直接导出，导入至Quest3D后房间位于单体建筑内部，不需进行坐标转换；导出时记录的位置信息包括：房间编码、房间名称、位置坐标、房间尺寸，其中，X坐标指向东西方向，Y坐标指向高度方向，Z坐标指向南北方向，旋转方向为自顶向下看，顺时针为正，建筑房间长为东西方向，建筑房间宽为高度方向，建筑房间高为南北方向；
(2)在Quest3D程序中创建模型位置信息表
根据模型导出时记录的位置信息，在Quest3D程序中构建模型的位置信息表，所述位置信息表的表字段包括：模型名称、位置坐标、旋转角度和尺寸大小，Quest3D程序运行时将对模型位置进行自动赋值；
(3)在Quest3D程序中构建工况-模型关联关系
将3D Max导出的场区、单体建筑及建筑房间的三维模型文件导入至Quest3D程序中，在程序中将出现文件中包含的模型数据，创建模型实例并按照各工况仿真需要用到的场区、单体建筑及建筑房间的三维模型，建立工况与模型实例间的关联关系，然后在程序中删除导入的模型数据，并按照模型文件物理存储地址重新建立外部模型文件中的模型数据与程序中对应的模型实例间的映射关系，至此，可供动态加载的外部模型文件构建完成；
步骤3-1-2：构建外部数据文件；
按工况构建相应数量的外部数据文件，所述外部数据文件包括：仿真节点-仿真时间映射表和污染物扩散范围效果图显示容器；仿真节点-仿真时间映射表用于记录该工况各仿真节点所对应的仿真时间，包括仿真节点序号和仿真时间两个字段；污染物扩散范围效果图显示容器是个长方体3D Max模型，包括位置矩阵参数和外观参数，其中，位置矩阵按照该工况所处建筑的位置坐标加上相应偏移量计算获得，外观参数中的纹理参数通过Switch函数根据仿真节点序号选择对应的污染物扩散范围效果图对其进行赋值。
步骤3-2，设计导航界面，按照“场区—单体建筑—建筑房间—工况名称”组织结构对所有工况进行分类索引，使其能够快速定位并进入对应的工况模块；
步骤3-3，选择工况；
步骤3-4，对仿真进行初始化，分别动态加载外部模型文件和外部数据文件：
(1)按照步骤3-3所选的工况，依据步骤3-1-1的(3)中建立的工况-模型关联关系，按照存放地址快速查找外部模型文件，并按需加载其中包含的模型至Quest3D内存中，释放之前工况模型所占据的内存，实现动态加载三维场景；
(2)按照步骤3-3所选的工况，快速查找外部数据文件，加载其中包含的仿真节点-仿真时间映射表和污染物扩散范围效果图显示容器至Quest3D系统中，并从程序中删除之前工况数据，实现动态加载仿真数据；
步骤3-5，按照仿真节点序号，开始仿真流程；
步骤3-6，进入某仿真节点后，按当前仿真节点序号i，选择相应污染物扩散范围效果图纹理，并从仿真节点-仿真时间映射表中获取该图对应的仿真时间；
步骤3-7，将该效果图作为显示容器的纹理加以渲染，同时显示该图对应的仿真时间；
步骤3-8，判断是否继续进行该工况的仿真，若是，则重新选择仿真节点，重复步骤3-6到3-8；若否，则重新选择工况，重复步骤3-3到3-8；实现仿真的循环；
因此，根据工况仿真计算结果，展示不同仿真时间节点下，高度为1m平面上达到工作最高允许浓度的污染物扩散覆盖区域；数据类型是非结构化的图档资料，数据处理与显示逻辑流程为动画帧渲染。
5.如权利要求2所述的一种室内污染物泄漏的可视化仿真分析方法，其特征在于，所述纹理贴图所需图像的样式通过现场拍照获取，图像的尺寸通过实际测量获取，并对所述图像作以下处理：
(1)将图像的文件格式转换成3D Max中支持的文件格式；
(2)将图像的长、宽全部限制为2的幂次单位的像素大小，实现图像大小的标准化；
(3)对图像进行透明处理。
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