發(fā)布時(shí)間：2018-03-16 18:27

  本文選題：柔性體　切入點(diǎn)：碰撞檢測(cè)　出處：《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)》2017年12期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為了提高柔性體切割仿真中碰撞處理的運(yùn)行效率,并解決切割影響變形計(jì)算穩(wěn)定性問題,提出基于八叉樹的柔性體切割仿真中碰撞算法的并行化實(shí)施方法.該方法使用基于鏈接體素和自適應(yīng)八叉樹網(wǎng)格的柔性體模型,前者用于描述物質(zhì)的連接性和構(gòu)造用于碰撞和圖形顯示的面網(wǎng)格,后者用于變形計(jì)算;在粗略碰撞階段對(duì)八叉樹網(wǎng)格構(gòu)造空間Hash表并構(gòu)造潛在碰撞對(duì);在精細(xì)碰撞階段根據(jù)體素中心的距離場(chǎng)值,使用考慮拓?fù)潢P(guān)系的距離場(chǎng)插值方法檢測(cè)碰撞并計(jì)算入侵深度;柔性體之間的碰撞和自碰撞處理使用獨(dú)創(chuàng)的多級(jí)檢測(cè)和約簡(jiǎn)方法在GPU上運(yùn)行,同時(shí)在CPU上使用多線程運(yùn)行切割工具與柔性體的碰撞處理;切割算法切斷被切割工具掃過的鏈接,重構(gòu)切口附近的面網(wǎng)格,遞歸細(xì)分并復(fù)制被切割工具掃過的八叉樹單元,并使用快速行進(jìn)法更新距離場(chǎng).仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與3個(gè)CPU線程的實(shí)現(xiàn)相比,文中GPU加速的柔性體碰撞和自碰撞算法可以將處理速度提高76%~215%;而與單個(gè)CPU線程的實(shí)現(xiàn)相比,3個(gè)CPU線程實(shí)現(xiàn)的切割工具與柔性體的碰撞算法可以將處理速度提高132%~190%.
[Abstract]:In order to improve the running efficiency of collision processing in flexible body cutting simulation, and to solve the problem that cutting affects the stability of deformation calculation, A parallel implementation method of collision algorithm in flexible body cutting simulation based on octree is proposed, which uses flexible body model based on link voxel and adaptive octree mesh. The former is used to describe the connectedness of matter and to construct the plane mesh used for collision and graphic display, the latter is used for deformation calculation, and the spatial Hash table and potential collision pair are constructed for octree grid in rough collision stage. According to the distance field value of voxel center in fine collision phase, the distance field interpolation method considering topological relation is used to detect collision and calculate intrusion depth. Collision between flexible bodies and self-collision processing uses the original multi-level detection and reduction method to run on the GPU, at the same time, the multi-thread is used to run the collision processing between the cutting tool and the flexible body on the CPU; the cutting algorithm cuts off the links swept by the cutting tool. The mesh near the notch is reconstructed, the octree unit swept by the cutting tool is subdivided recursively, and the distance field is updated by using the fast moving method. The simulation results show that compared with the implementation of three CPU threads, In this paper, the flexible body collision and self-collision algorithm accelerated by GPU can increase the processing speed by 76 / 215, and compared with the implementation of a single CPU thread, the collision algorithm between the cutting tool implemented by three CPU threads and the flexible body can increase the processing speed by 132 / 190.
【作者單位】： 青島大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(61303078) 山東省科技發(fā)展計(jì)劃(2014GGX101048)
【分類號(hào)】：TP391.9

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本文編號(hào)：1621163