基于流體動力學模型的煙霧仿真研究是計算機圖形學和計算機仿真領域的重要分支。本文提出通過追蹤渦量的大小和方向并添加渦量修正力進行渦量補償的格子玻爾茲曼算法實現煙霧的高效真實仿真。算法從納維-斯托克斯方程以及亥姆霍茲方程出發(fā)分別對煙霧仿真過程中渦量的大小和方向進行追蹤,并利用追蹤到的渦量信息和對應時刻的速度場信息添加渦量修正力進行渦量補償和煙霧細節(jié)的補充,保證煙霧仿真符合物理規(guī)律并提升仿真的真實度。這一煙霧仿真算法基于格子玻爾茲曼方法實現,對動量分布函數,渦量分布函數以及溫度分布函數進行離散化,通過三個分布函數和渦量方向場的迭代更新實現煙霧仿真。與格子玻爾茲曼方法相同,該煙霧仿真算法通過分布函數項在格點之間的遷移仿真流體的流動過程,通過添加碰撞項和外力項仿真流體粒子之間的相互作用以及流體粒子受外力作用。煙霧仿真實驗結果證明渦量修正格子玻爾茲曼算法可以高效的生成高真實度的仿真圖像。該算法在單GPU加速的條件下在分辨率為64×64×128的網格上可以達到實時仿真的仿真效率。 

【文章來源】：信號處理. 2020,36(09)北大核心CSCD

【文章頁數】：9 頁

【部分圖文】：

單煙霧源單障礙物仿真結果示例

多煙霧源單障礙物仿真結果示例

單煙霧源多障礙物仿真結果示例

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3593673