中国安全科学学报

作者：文政, 张健钦, 田傲, 胡超男

单位：北京建筑大学 测绘与城市空间信息学院,北京 100044

关键词：热传递,虚拟现实(VR),粒子灭火,Unity 3D,消防培训,粒子碰撞

基金：国家自然科学基金资助(42371416); 北京建筑大学2025年度博士研究生科研能力提升项目(DG2025036)

为提升消防培训的沉浸性与实效性,增强灭火技能学习的交互体验,基于虚拟现实(VR)平台,提出一种基于热传递的VR粒子灭火算法。首先,引入热传递与能量交换机制,构建粒子层面的热力学交互模型,用于模拟灭火剂颗粒与火焰粒子之间的能量转移过程;然后,结合随机游走算法与涡旋动力学模型,增强粒子系统在喷射、扩散与湍流过程中的自然表现力,从而提升火焰蔓延与灭火过程的动态真实感;最后,基于Unity 3D引擎开发具有多种典型火灾场景的VR消防培训系统,并通过模拟试验验证不同类型灭火器与火灾类型之间的匹配关系。试验结果表明:不同灭火器粒子系统在匹配适用场景时,灭火粒子与火焰粒子之间的碰撞频率与能量衰减曲线存在显著差异;热传递模型下的火焰衰减速率与灭火器类型密切相关,能有效反映火灾扑灭过程的物理规律。

来源：2025年第10期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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