Savun simulointi virtuaalitodellisuussovelluksessa : case: VirPA

Abstract

Tämän opinnäytetyön aiheena on numeeriseen virtausdynamiikkaan perustuvan simulaatiosovelluksen soveltaminen paloturvallisuutta käsittelevässä virtuaalitodellisuussovelluksessa. Opinnäytetyössä tarkastellaan nykytekniikalla kehitettyjä virtuaalitodellisuusteknologioita ja niiden käyttökohteita. Nämä teknologiat pääsääntöisesti käyttävät virtuaalitodellisuuslaseja, jotka hyödyntävät ihmisen aisteja paremmin kuin perinteiset metodit. Tietokoneita ja simulaatiosovelluksia apuna käyttäen voidaan tehdä realistisia simulaatioita, joilla voidaan parantaa esimerkiksi rakennuksien turvallisuutta.

Opinnäytetyössä käydään läpi, miten Fire Dynamics Simulatoria käyttäen on tehty simulaatioita, ja miten niiden tuloksia on hyödynnetty sovelluksessa. Fire Dynamics Simulator on National Institute of Standards and Technologiesin valmistama simulaatiosovellus, joka on kehitetty savun simuloimista varten. Näiden simulaatioiden tulokset muutetaan taulukoiksi, joiden avulla pelimoottori ohjaa savua pelissä. Realistinen savun käyttäytyminen on tärkeää tämänkaltaisissa sovelluksissa, sillä savu on suurin yksittäinen vaaratekijä tulipaloissa.

Simulaatioita tehdessä tuloksia täytyy arvioida kriittisesti. Tulosten arvioinnissa käytettiin apuna ammattilaisten mielipidettä laadun takaamiseksi. Ilman riittävää tietämystä aiheesta kriittinen arviointi on haasteellista. Tuloksena saatiin käyttötarkoitukseen nähden tarpeeksi realistiset simulaatiot ja niiden tulokset siirrettiin onnistuneesti sovelluksen käyttöön.

The subject of this thesis was to research and use computational fluid dynamics in a fire safety application in virtual reality. The thesis goes through modern virtual reality technologies and what uses virtual reality has in different industries. These technologies use virtual reality headsets that uses users senses more versatile than traditional methods. The thesis examines fluid dynamics in theoretical and experimental aspects and how computational fluid dynamics can be used in advance to prevent risks in buildings.

The thesis goes through how to make simulations using the Fire Dynamics Simulator and how those results are used in the application. Fire Dynamics Simulator is developed by National Institute of Standards and Technology and it is made to simulate smoke and other low speed flows. The results of the simulations are converted in to charts that the game-engine uses to control the smoke in the application. Realistic smoke is one of the key elements in this kind of application because smoke is the most dangerous thing in fires.

The results of these simulations need to be evaluated critically. A group of specialists were interviewed to ensure good quality for the simulations. Without proper knowledge about the subject critical evaluating can be challenging. The results from the simulations were realistic enough for their purpose and they were implemented successfully to the end-product.