基于物理的水稻喷雾交互真实感模拟

发布时间：2020-12-03 06:36

　　近年来,随着计算机技术的发展,尤其是数字农业概念的提出,在虚拟场景中结合虚拟模型和物理规律研究作物已经成为了农业研究中的新方法。利用计算机可视化模拟的方法,在虚拟场景中逼真再现虚拟雾场,利用物理规则模拟雾滴与叶片之间的交互过程,能有效快速地计算雾滴在水稻叶片上的沉积情况。水稻是我国种植最为广泛的农作物之一,农药喷雾是对抗水稻病虫害的主要手段,而我国农药使用依然面临着有效沉积率低,农药浪费严重,对环境破坏较大的问题。水稻品种之间的株形和叶片表面特性的差异,不同喷雾器材的雾滴粒径、喷雾角度和流量的差异,雾滴在水稻不同高度位置沉积效果的差异,均对农药喷雾有影响。目前对水稻喷雾的研究大多还是以田间试验为基础,虽然能较为精确得获得的水稻植株和喷雾器的相关参数对喷雾的影响,但是田间试验不光耗时耗力,对环境条件要求也较高。本文基于流体运动的物理规律和计算机图形学技术,在虚拟场景中研究雾滴和水稻叶片的交互,主要工作如下:1.通过接触角试验,根据测量数据模拟了不同倾角水稻叶片上雾滴的沉积状态。使用粒子系统模拟了喷雾雾场,能较为逼真且高效得模拟水稻喷雾场景。2.改进了一种在虚拟场景中判定雾滴反弹和破碎的方... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

五点法测量雾滴接触角

(c) 叶倾角与前后接触角之和的关系图 2-3 叶倾角与接触角的关系图与接触角之间的关系图，图 2-3a 和 2-3b 分别是雾关系。可以看到随着叶片倾斜程度变大，ACA 和小程度较小。图 2-3c 是与叶倾角角与 ACA、RCA曲线拟合，发现叶倾角与 ACA、RCA 分别近似满、RCA 之也近似满足线性关系。叶倾角与前后接触雾滴破碎阈值的确定，详见下文第三章。用接触角测量仪获得了水稻叶面上水滴接触角的上文得到的不同倾角下雾滴接触角数据，本文在

图 2-4 平面上的液滴 h 是球缺高度，r 是雾滴半径，θ是接触角。若雾滴与叶么体积不变，满足：3 24(3 ) *3 3R r h h （几何关系：h r rc o s （雾滴与沉积雾滴体积相同，所以沉积雾滴的球缺 r 与下落触角θ满足：3432 3 c o s c o sr R （可以得到任意静态接触角水平表面上雾滴的形态。雾滴在


本文编号：2896141