随机风场驱动下的海面仿真技术研究

发布时间：2021-08-12 19:55

　　海洋是近年来各国竞相研究开采的领域,随着CPU、GPU等芯片的处理能力的快速提升,虚拟现实技术也越来越火热,将其运用于海洋领域也是各位研究学者争相研究的重点。由于海洋环境复杂多样,海洋模拟变得非常具有挑战性。海洋表面存在着大量的随机风,对随机风场下的海面进行仿真研究是一个非常具有挑战性的课题。本文主要研究随机风场下的海面仿真,重点是提升海面场景仿真的实时性与真实性。首先,研究随机风场下的海浪的模拟方法。针对随机风场下的海浪模拟仿真研究不足,真实感不强的问题,借鉴粒子系统思想,提出一种改进的基于基波建模的海浪建模仿真方法。海洋表面被认为是许多不同大小的波块的组合,称为基本块。每个基波块中波浪是有许多组成波构成。基波块中的波浪吸取Gerstner模型的尖削效果,和Languet-Higgins模型占用资源少,计算方便的优点,对建模方法进行改进,加入控制海浪波形的控制因子,使基波表现为受随机风场的影响特性。之后构建海平面网格,进而根据本文方法并借助GPU进行顶点拾取和纹理映射叠加生成海面高度场。实现了随机风场下的海浪模拟仿真。其次,对海面场景的光照效果进行渲染的方法进行研究。本文先对光照的特... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

正弦波谱谱波形图

37.0 11.3 6.0~20.5 10.5 51~610 115.00 980.0 表 2.1 中可以看出，当风速较小时，海浪建模能够到达充分发展，如果充分发展所需较长的风时和风程，实际上风很少维持很长时间，所以风现达充分发展的海浪。图 2.2 给出 Neumann 谱在不同风速下产生的波形

[52]于用了多浪频图 2.3 不70 年代通多种观测方谱，其海浪同风速下 P-M通过“北海海方法测量海浪浪谱公式（M 海浪频谱海浪联合计划浪各种与风2-4）为：图划”对太平风和空气相

【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋工程试验中两种谱特性随机风的模拟[J]. 杜齐鲁,左其华,周益人.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2018(07)
[2]基于遥感技术的厦门大嶝岛海岸线与潮滩变迁分析[J]. 李萌萌,张彩云,林锐.  厦门大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]用MC算法优化基于SPH的海浪粒子模型[J]. 刘文龙,张静.  海洋技术学报. 2017(02)
[4]3D环境艺术设计地形绘制中的边界裂缝消除[J]. 兰玲,徐莉.  科技通报. 2015(11)
[5]一种四叉树地形渲染裂缝的改进消除算法[J]. 万明,梁霞,张凤鸣.  系统仿真学报. 2015(07)
[6]网格总分并行式Delaunay三角网建模方法[J]. 韩元利.  测绘学报. 2015(06)
[7]基于屏幕空间的海洋仿真的研究与实现[J]. 胡雄俊,杨红雨,万宇.  计算机工程与设计. 2015(02)
[8]三维随机海浪交互式仿真技术研究[J]. 苏玉民,付金丽,王卓.  系统仿真学报. 2012(01)
[9]大规模地形渲染技术的研究与实现[J]. 邓正宏,张婷婷,刘瑞恒,张怡.  西北工业大学学报. 2010(06)
[10]一种支持大规模多种精度地形的实时绘制算法[J]. 于卓,梁晓辉,马上,赵沁平.  计算机研究与发展. 2010(06)

博士论文
[1]复杂环境下的海面实时建模与仿真研究[D]. 李波.华中科技大学 2010
[2]空间数据集可视化绘制的关键方法与技术研究[D]. 蒋洪波.华中科技大学 2004

硕士论文
[1]改进高度场的混合式海面场景建模技术研究[D]. 段冰冰.哈尔滨工程大学 2018
[2]动态海浪建模与仿真的关键技术研究[D]. 张文桥.哈尔滨工程大学 2017
[3]光线跟踪加速技术的研究与应用[D]. 秦亚军.合肥工业大学 2014
[4]基于球面调和理论及其相关技术的高级光照模型研究[D]. 高海峰.合肥工业大学 2011
[5]真实感图形技术中光照模型的研究与实现[D]. 杨爽.西安电子科技大学 2009
[6]海浪方向谱的阵列测量方法研究[D]. 张东亮.国家海洋技术中心 2007
[7]面向虚拟实体对象的行为建模关键技术研究[D]. 宋建勇.武汉理工大学 2005
[8]基于遥感影像的地形三维重建技术的研究[D]. 谭兵.解放军信息工程大学 2001



本文编号：3338969