基于物理模型的流固耦合动画技术研究
发布时间：2021-03-20 19:18
随着计算机图形学、虚拟现实及计算机硬件技术突飞猛进的发展,计算机动画已渗透到人们生活与工作的各个方面。在科学计算、建筑、工程、系统仿真以及教育等领域,计算机动画在演示、分析及数据可视化等方面发挥着不可替代的作用。如今,人们对计算机动画提出了更高的标准。外形上的逼真早已无法满足人们对动画的要求,合理的运动细节以及真实的碰撞效果才是人们所期待的。这给计算机动画带来了极大的挑战,尤其是流体和固体交互的动画——流固耦合动画。因此,传统的关键帧方法变的不再可行,过程动画虽然可以在一定程度上模拟流体,但很难实现流固耦合动画。于是基于物理的流固耦合动画制作方法逐渐成为主流。本文以流固耦合动画为研究对象,以流固耦合动画系统为成果,以提高效率和真实性为目标,主要研究以下四个方面：第一,基于物理的流体模拟；第二,流体的表面重构技术；第三,固体的表面重构及建模。第四,流体与固体的交互方法,及基于GPU的并行加速方法。在本文中流体为均质弱可压流体,如水。固体包括刚体和可变形体。本文算法的主要贡献和创新点如下：1)本文以SPH （Smooth Particle Hydrodynamics,光滑粒子动力学）为流体...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
流固锅合动画技术框架
图3-1粒子的初始化下对粒子的控制方式不同。如希望在一个封闭的面则存活时间可设为无穷。如需要模拟开放的环通常存活时间由粒子所在位置决定。景屮，粒子的产生仅发生在系统初始化时。在幵时进行的，因此粒子的产生方式十分关键，因为度。由于产生的粒子具有初速度，因此大M产生运动趋势。粒子在第N帕的产生公式如下： (ExtmctionPar(icles^^_^ + rand{) x VarParticles)表a?帕产生的粒子数量，Extim:tionPcirficleSn_、代m/()为随机数取值为(-1,1)，VarParticles为插值
置分布将呈现搜形。每个粒子的具体位置与每次运算所确定的粒子速度有关，但速度在铅锤高度上的分布受到不滑移性质的影响，如 图3-2。1图3-2不滑移示意图-19-
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于区域增长与局部自适应C-V模型的脑血管分割[J]. 解立志,周明全,田沄,武仲科,王醒策. 软件学报. 2013(08)
[2]混合插值法重构近地表模型[J]. 魏亦文,王彦春. 计算机辅助设计与图形学学报. 2012(04)
[3]模仿学习:一种新人工生命动画方法[J]. 班晓娟,徐卓然,刘浩. 自动化学报. 2012(04)
[4]复杂断层轮廓集分段分面三角化表面重构[J]. 张舜德,卢秉恒. 计算机辅助设计与图形学学报. 2011(02)
[5]Physically-based fluid animation:A survey[J]. TAN Jie1 & YANG XuBo1,2 1 MOE-Microsoft Laboratory for Intelligent Computing and Intelligent Systems,Department of Computer Science,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;2 School of Software,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Science in China（Series F:Information Sciences）. 2009(05)
硕士论文
[1]椭球型元球SPH流体表面重构方法的改进研究[D]. 李辉.燕山大学 2012
本文编号：3091527
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
流固锅合动画技术框架
图3-1粒子的初始化下对粒子的控制方式不同。如希望在一个封闭的面则存活时间可设为无穷。如需要模拟开放的环通常存活时间由粒子所在位置决定。景屮，粒子的产生仅发生在系统初始化时。在幵时进行的，因此粒子的产生方式十分关键，因为度。由于产生的粒子具有初速度，因此大M产生运动趋势。粒子在第N帕的产生公式如下： (ExtmctionPar(icles^^_^ + rand{) x VarParticles)表a?帕产生的粒子数量，Extim:tionPcirficleSn_、代m/()为随机数取值为(-1,1)，VarParticles为插值
置分布将呈现搜形。每个粒子的具体位置与每次运算所确定的粒子速度有关，但速度在铅锤高度上的分布受到不滑移性质的影响，如 图3-2。1图3-2不滑移示意图-19-
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于区域增长与局部自适应C-V模型的脑血管分割[J]. 解立志,周明全,田沄,武仲科,王醒策. 软件学报. 2013(08)
[2]混合插值法重构近地表模型[J]. 魏亦文,王彦春. 计算机辅助设计与图形学学报. 2012(04)
[3]模仿学习:一种新人工生命动画方法[J]. 班晓娟,徐卓然,刘浩. 自动化学报. 2012(04)
[4]复杂断层轮廓集分段分面三角化表面重构[J]. 张舜德,卢秉恒. 计算机辅助设计与图形学学报. 2011(02)
[5]Physically-based fluid animation:A survey[J]. TAN Jie1 & YANG XuBo1,2 1 MOE-Microsoft Laboratory for Intelligent Computing and Intelligent Systems,Department of Computer Science,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;2 School of Software,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Science in China（Series F:Information Sciences）. 2009(05)
硕士论文
[1]椭球型元球SPH流体表面重构方法的改进研究[D]. 李辉.燕山大学 2012
本文编号：3091527
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3091527.html
