[发明专利]一种气体扩散可视化方法及系统

权利要求书

1.一种气体扩散可视化方法，其特征在于，包括：

步骤S1，获取气体扩散参数和待观察气体扩散面的高度，利用高斯扩散模型获取待观察气体扩散面中等间距分布的多个扩散点以及每个扩散点的气体浓度值，将扩散点的高斯坐标系坐标转换为世界坐标系坐标，按照扩散点的位置关系构建扩散点数据阵列，所述扩散点数据阵列中每个元素包括同一扩散点的世界坐标系坐标和气体浓度值；

步骤S2，获得所述扩散点数据阵列的所有三角面片顶点索引；

步骤S3，根据三角面片顶点索引绘制三角面片，一组三角面片顶点索引绘制一个三角面片，基于三角面片的3个顶点的浓度值匹配颜色数组；

步骤S4，将所有三角面片的顶点数据和每个三角面片匹配的颜色数组输入OSG平台进行渲染处理并显示；

在所述步骤S1中，高斯扩散模型为：

其中，C(x,y,z,H)表示位置点(x,y,z,H)的气体浓度；Q表示气体排放速度；σ_y表示侧向扩散系数，为气体在高斯坐标系y轴方向分布的标准偏差，γ₁表示第一比例系数，表示第一指数系数；σ_z表示竖向扩散系数，为气体在高斯坐标系z轴方向分布的标准偏差，γ₂表示第二比例系数，表示第二指数系数；U^p表示气体源排放口处的平均风速；H表示气体源有效高度；x表示下风向上扩散点距离气体源排放点的距离；y表示在高斯坐标系xoy平面上到x轴的垂直距离；z表示气体扩散面高度；

将扩散点的高斯坐标系坐标转换为世界坐标系坐标的过程为：

设扩散点的高斯坐标系坐标为(x,y,C)，则所述扩散点的世界坐标系坐标为(LON',LAT',C)，具体求解过程包括：

步骤A，经度LON计算公式为：

纬度LAT计算公式为:

其中，C表示扩散点(x,y)的气体浓度值；B_f表示底点纬度，通过高斯x轴坐标求取；y表示高斯y轴坐标；e表示地球椭圆第一偏心率；e^∫表示地球椭圆第二偏心率；a表示地球椭圆长半轴；

所述B_f的获取过程为：

步骤一，设i为迭代次数，变量m₀＝a(1-e²)，变量变量变量变量变量变量变量变量设B_f的初始迭代值为B_f¹＝x/a₀，ε为差值阈值，0＜|ε|＜0.000001；

步骤二，计算判断B_fⁱ⁺¹-B_fⁱ＜ε是否成立，若B_fⁱ⁺¹-B_fⁱ＜ε成立，令B_f＝B_fⁱ⁺¹，获取B_f的过程结束，进入步骤B，若B_fⁱ⁺¹-B_fⁱ＜ε不成立，令i＝i+1，返回步骤一；

步骤B，通过LON计算公式和纬度LAT计算公式获得数据原点(0,0)的经纬度坐标(LAT₀,LON₀)；将所述扩散点的高斯坐标系坐标(x,y)代入经度LON计算公式和纬度LAT计算公式获得(LAT_i,LON_i)；设世界坐标系模拟场景中的事故点为(LAT_s,LON_s)，则所述扩散点的世界坐标系坐标为：LAT'＝LAT_i-LAT₀+LAT_s，LON'＝LON_i-LON₀+LON_s。