半拉格朗日涡方法在烟雾动画中的应用

发布时间：2021-10-15 08:05

　　为模拟烟雾的实时动画,将半拉格朗日方法应用在涡量场中。通过在流体表面产生涡量,来模拟涡量的平流和扩散。不同于以往的格子涡（Votex-In-Cell, VIC）方法,始终在欧拉网格中来处理涡量（包括平流、扩散和涡量的拉伸）,并不需要进行网格重构来求取涡量和速度。最终,展示出了基于涡量的流体在网格中的烟雾动画效果,使流体在平流和扩散上能达到无条件稳定,充分展示出了流体的漩涡细节。 

【文章来源】：计算机仿真. 2019,36(12)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

线性回溯

由该式可知,在涡环中某点处的拉伸项所产生的速度增量与该点的涡量方向一致。如图4所示,图中红色的箭头表示由拉伸所产生的速度增量,与该点的的涡量方向一致。同时,由于,涡量的拉伸,烟雾流动的轨迹也发生了弯曲(图中黑色实线所示)2.5 涡量扩散

5) 图5表示涡量场,每个网格上自带涡量(以带箭头的弧线表示)。为计算t时刻的涡量(红色圆圈标记),逆时针追踪涡量场到红色的×,进而对最靠近红色×的网格处的4个涡量(如红框所示)进行双线性插值。通过涡量的平流求解新的涡量。定义红色×的位置为p,任意网格点pi,j,k,则p=pi,j,k-Δt·uni,j,k/Δh,其中Δh为该方向的网格尺度。再根据p的位置找到与该点相邻的8个网格点。然后根据面积加权法,如图6所示,求得


本文编号：3437709