針對(duì)基于物理模型的煙霧模擬計(jì)算量較大的問題,采取減少每一步計(jì)算的計(jì)算量作為加速策略。通過預(yù)處理共軛梯度算法求解壓力泊松方程,OpenVDB分層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稀疏矩陣進(jìn)行存儲(chǔ)和操作,從而降低每一時(shí)間步長的迭代次數(shù),較好地處理落在仿真區(qū)域之外的粒子。仿真結(jié)果表明,方法在滿足煙霧真實(shí)感的同時(shí)具有更好的仿真速度和穩(wěn)定性。 

【文章來源】：計(jì)算機(jī)仿真. 2020,37(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

三維MAC網(wǎng)格單元

網(wǎng)格法模擬煙霧過程中,所采用網(wǎng)格的形狀與求解域邊界的曲面形狀越一致,所需要的網(wǎng)格總數(shù)便越少,計(jì)算量也相應(yīng)的降低。為此借助OpenVDB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和時(shí)變數(shù)值模擬進(jìn)行處理,具有內(nèi)存占用低、擁有高效的層次化算法等特點(diǎn),從而加速基于歐拉方程的煙霧模擬速度。其中,網(wǎng)格類結(jié)構(gòu)如圖2所示。OpenVDB實(shí)際上構(gòu)建了一個(gè)無限的三維索引空間,這對(duì)能夠訪問的坐標(biāo)空間的限制大大降低,甚至當(dāng)網(wǎng)格坐標(biāo)為負(fù)值時(shí),依然可以正常運(yùn)算。半拉格朗日法求解對(duì)流項(xiàng)的過程中,需要從當(dāng)前時(shí)刻沿著速度場(chǎng)逆向追溯粒子的起始位置,對(duì)于粒子位置位于仿真區(qū)域之外的情況,OpenVDB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)仍然可以正常求解。

在壓力項(xiàng)求解過程中,壓力系數(shù)矩陣便是稀疏線性矩陣,適于OpenVDB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)處理,通過命令行的形式可以方便地進(jìn)行預(yù)覽、渲染緩存文件等操作。部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3圖4。圖4 煙霧渲染效果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種基于半拉格朗日的液體實(shí)時(shí)仿真方法[J]. 鄒玲,齊越,趙沁平.  軟件學(xué)報(bào). 2013(10)
[2]一種改進(jìn)的自適應(yīng)漩渦限制實(shí)時(shí)煙霧模擬[J]. 唐勇,吳娛,呂夢(mèng)雅,宋志杰.  小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2012(12)



本文編號(hào)：3307167