在計算機圖形學領域中,流體模擬因其在多個領域有著廣泛應用而占據(jù)著越來越重要的地位。傳統(tǒng)基于過程的模擬方法逐漸被模擬效果更為逼真的基于物理的模擬技術所取代,基于物理的流體模擬技術通過對流體運動控制方程的求解來獲得每個時間步下流體的各種屬性值,再通過渲染技術逐幀渲染出動畫效果,這顯然比采取參數(shù)建模的傳統(tǒng)模擬方法能獲得更為真實和復雜的模擬效果。雖然該方法近年來取得了顯著的進步,但還是存在一些不足:如求解控制方程存在一定的數(shù)值耗散從而導致部分細節(jié)丟失;計算開銷過大,大多數(shù)無法應用到對響應要求較高的領域。針對以上問題,本文主要的研究內(nèi)容如下:（1）提出一種完全基于渦粒子的模擬框架。直接基于速度場求解流體控制方程容易產(chǎn)生數(shù)值耗散從而丟失部分流體細節(jié),降低了模擬的真實感。渦粒子是模擬渦度的一種工具,渦度代表的是流體旋轉度的物理量。部分流體模擬工作通過添加渦粒子增加流體細節(jié)。考慮到渦粒子產(chǎn)生的速度場具有無散特性,本文提出一種完全基于渦粒子的模擬框架,對控制方程進行求旋處理得到結合旋度的流體運動控制方程。通過求解它來更好的保持渦旋細節(jié)和降低數(shù)值耗散。（2）基于GPU架構,加速流體模擬。在求解基于渦粒子的... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學廣東省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

流體模擬在工程領域上的應用Fig.1-1ApplicationofFluidSimulationinEngineering

動畫娛樂領域，如電影特效也都用到了大量的流體模擬技術。這些仿真曾有過的沉浸感和真實感。圖 1-2(a)是電影《海洋奇緣》中一個神奇的一麗給人以美的享受；圖 1-2(b)是電影《海神號遇險記》中海水沖破船體以假亂真的特效畫面大大提高了觀眾的沉浸感，提升了觀影體驗。

（b）古墓麗影游戲截圖圖 1-3 游戲中流體模擬技術的應用Figure 1-3 Application of Fluid Simulation Technology in Games看到，流體模擬應用范圍越來越廣泛，雖然在游戲動畫等領域對

【參考文獻】：
期刊論文
[1]A multi-layer grid approach for fluid animation[J]. TAN Jie 1,2,YANG XuBo 1,2,ZHAO Xin 2 & YANG ZhanXin 21 MOE-Microsoft Key Lab for Intelligent Computing and System,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;2 Digital Art Lab,School of Software,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China.  Science China（Information Sciences）. 2011(11)
[2]基于GPU的面向SPH流體模擬的鄰居查找算法[J]. 趙相坤,李鳳霞,戰(zhàn)守義.  華南理工大學學報(自然科學版). 2011(07)
[3]光滑質(zhì)點流體動力學（SPH）方法（綜述）[J]. 張鎖春.  計算物理. 1996(04)



本文編號：2955451