液固交互过程中固体破碎仿真

发布时间：2021-07-07 17:04

　　近年来,虚拟现实软硬件技术快速发展,人们逐渐增大了对自然场景和现象的仿真兴趣。洪水、泥石流、溃坝等都是世界上非常严重的自然灾害,给人民生命和国家财产带来了巨大的威胁。通过虚拟现实技术对给定区域进行灾害仿真与险情预演,将对灾害防治与抢险救灾提供巨大的指导作用,具有重要的应用价值与研究意义。液固交互是这些场景中共同存在的现象,也是对其进行仿真的难点问题,尤其对于大规模场景的仿真。本文针对这一难题开展研究,把拉格朗日视角下的纳维-斯托克斯方程组（Navier-Stokes,N-S）作为基础,采用基于无网格的光滑粒子流体动力学和基于位置的刚体动力学方法,旨在设计一套统一粒子模型的液固交互仿真框架,具体内容如下:1)为了加快仿真效率,通过邻域粒子查找来优化基于无网格的光滑粒子流体动力学方法（Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH）,借助移动立方体算法（Marching Cubes,MC）抽取液体表面,实现了液体的仿真。2)为了实现更加稳定高效的液固交互仿真,通过对固体边界进行泊松盘采样,并结合自适应的密度修正算法对流体边界的粒子密度进行修正,构建了稳定的液固交互模... 

【文章来源】：华北水利水电大学河南省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

影视特效与现实中的液固交互场景

图 2-1 光滑核函数影响域内的粒子示意图ooth Particle Function Affects the Particle Map in学（Smoothed Particle Hydrodynamics，S

图 2-2 SPH 粒子受力分析Fig2-2 Force Analysis on SPH Particle方程描述式 2.9 中，由于流体的仿真计算与流体的的体积V 。因此在对 SPH 微粒计算时，也可以不的密度代替粒子的质量：

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[3]基于SPH方法的流体运动与固液耦合模拟研究[D]. 章恒.中国科学技术大学 2015
[4]基于CUDA的流体与复杂形状固体交互的实时模拟[D]. 周煜坤.南京理工大学 2014
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本文编号：3270020