在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域中,流體模擬因其在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用而占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。傳統(tǒng)基于過(guò)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(shù)所取代,基于物理的流體模擬技術(shù)通過(guò)對(duì)流體運(yùn)動(dòng)控制方程的求解來(lái)獲得每個(gè)時(shí)間步下流體的各種屬性值,再通過(guò)渲染技術(shù)逐幀渲染出動(dòng)畫(huà)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(shí)和復(fù)雜的模擬效果。雖然該方法近年來(lái)取得了顯著的進(jìn)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(dǎo)致部分細(xì)節(jié)丟失;計(jì)算開(kāi)銷過(guò)大,大多數(shù)無(wú)法應(yīng)用到對(duì)響應(yīng)要求較高的領(lǐng)域。針對(duì)以上問(wèn)題,本文主要的研究?jī)?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(chǎng)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(xì)節(jié),降低了模擬的真實(shí)感。渦粒子是模擬渦度的一種工具,渦度代表的是流體旋轉(zhuǎn)度的物理量。部分流體模擬工作通過(guò)添加渦粒子增加流體細(xì)節(jié)�？紤]到渦粒子產(chǎn)生的速度場(chǎng)具有無(wú)散特性,本文提出一種完全基于渦粒子的模擬框架,對(duì)控制方程進(jìn)行求旋處理得到結(jié)合旋度的流體運(yùn)動(dòng)控制方程。通過(guò)求解它來(lái)更好的保持渦旋細(xì)節(jié)和降低數(shù)值耗散。（2）基于GPU架構(gòu),加速流體模擬。在求解基于渦粒子的... 

【文章來(lái)源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

流體模擬在工程領(lǐng)域上的應(yīng)用Fig.1-1ApplicationofFluidSimulationinEngineering

動(dòng)畫(huà)娛樂(lè)領(lǐng)域，如電影特效也都用到了大量的流體模擬技術(shù)。這些仿真曾有過(guò)的沉浸感和真實(shí)感。圖 1-2(a)是電影《海洋奇緣》中一個(gè)神奇的一麗給人以美的享受；圖 1-2(b)是電影《海神號(hào)遇險(xiǎn)記》中海水沖破船體以假亂真的特效畫(huà)面大大提高了觀眾的沉浸感，提升了觀影體驗(yàn)。

（b）古墓麗影游戲截圖圖 1-3 游戲中流體模擬技術(shù)的應(yīng)用Figure 1-3 Application of Fluid Simulation Technology in Games看到，流體模擬應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，雖然在游戲動(dòng)畫(huà)等領(lǐng)域?qū)?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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