本文選題：多相流SPH方法 + 半拉格朗日方法��； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,流體模擬作為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)重要分支在科學(xué)研究和工程實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用,例如影視特效、軍事模擬、動(dòng)畫制作以及醫(yī)學(xué)醫(yī)療等各個(gè)方面,如何使得計(jì)算機(jī)更快速地模擬出真實(shí)流體具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。第一章主要介紹了流體模擬的歷史背景和研究意義,通過探索國內(nèi)外流體模擬的研究和發(fā)展現(xiàn)狀,并闡述了本文的工作。第二章主要介紹流體模擬方法;表面追蹤及重建方法;GPU加速以及POV-Ray的相關(guān)內(nèi)容。第三章基于SPH方法的液體-氣體兩相流模擬。多相流SPH方法中存在的問題是:當(dāng)不同介質(zhì)密度比大于10時(shí),所計(jì)算的密度將是不穩(wěn)定的或者發(fā)散的;當(dāng)密度比小于10時(shí),介質(zhì)之間的相互運(yùn)動(dòng)并不明顯。針對此問題,本文給出了浮力修正、阻尼修正以及密度修正,能夠更真實(shí)地模擬氣泡在水中快速運(yùn)動(dòng)的場景。第四章水沸騰現(xiàn)象的模擬實(shí)現(xiàn)。通常模擬水沸騰現(xiàn)象存在以下2個(gè)問題:(1)只模擬氣泡和水,忽略水蒸汽的模擬;(2)僅考慮氣泡的運(yùn)動(dòng)和水之間的互動(dòng),忽略水溫變化產(chǎn)生的水體本身的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。針對這2個(gè)問題,本文提出網(wǎng)格法和粒子法相結(jié)合的思想:采用多相流的SPH方法模擬水和氣泡,半拉格朗日法模擬蒸汽;同時(shí)使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)了水,氣泡和水蒸汽的同步模擬。此外,本文方法加入了水由于熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的作用力,實(shí)現(xiàn)了由于水溫變化造成的水自身的運(yùn)動(dòng),使模擬結(jié)果更加貼近實(shí)際。第五章對全文工作進(jìn)行了總結(jié);并對今后流體模擬算法的研究提出了思考和展望。
[Abstract]:With the continuous development of computer technology, fluid simulation, as an important branch of computer graphics, has been widely used in scientific research and engineering practice, such as film and television special effects, military simulation, How to make computer simulate real fluid more quickly is of great practical significance in animation production, medical treatment and so on. The first chapter mainly introduces the historical background and significance of fluid simulation, through exploring the research and development status of fluid simulation at home and abroad, and describes the work of this paper. The second chapter mainly introduces the fluid simulation method, the surface tracing and reconstruction method, the acceleration of GPU and the related contents of POV-Ray. In chapter 3, the simulation of liquid-gas two-phase flow based on SPH method is presented. The problem in the multiphase flow SPH method is that when the density ratio of different media is greater than 10:00, the calculated density will be unstable or divergent, and when the density ratio is less than 10:00, the interaction between the media is not obvious. In order to solve this problem, buoyancy correction, damping correction and density correction are given in this paper, which can simulate the scene of bubble moving rapidly in water more realistically. Chapter 4: simulation of water boiling phenomenon. In general, there are two problems in simulating water boiling: 1) only bubbles and water are simulated, while the simulation of water vapor is ignored. Only the interaction between bubbles and water is considered, and the cyclic movement of water itself caused by water temperature change is ignored. Aiming at these two problems, the idea of combining grid method with particle method is put forward in this paper: SPH method of multiphase flow is used to simulate water and bubble, semi-Lagrangian method is used to simulate steam, and real time data transmission method is used to realize water. Synchronous simulation of bubbles and water vapor. In addition, the force of water due to heat conduction is added to the method, and the motion of water itself caused by the change of water temperature is realized, which makes the simulation result more practical. In the fifth chapter, the paper summarizes the whole work, and puts forward some thoughts and prospects for the future research of fluid simulation algorithms.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O359.1

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本文編號：1979833