基于流體動(dòng)力學(xué)模型的煙霧仿真研究是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)仿真領(lǐng)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(jìn)行渦量補(bǔ)償?shù)母褡硬柶澛惴▽?shí)現(xiàn)煙霧的高效真實(shí)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(jìn)行追蹤,并利用追蹤到的渦量信息和對應(yīng)時(shí)刻的速度場信息添加渦量修正力進(jìn)行渦量補(bǔ)償和煙霧細(xì)節(jié)的補(bǔ)充,保證煙霧仿真符合物理規(guī)律并提升仿真的真實(shí)度。這一煙霧仿真算法基于格子玻爾茲曼方法實(shí)現(xiàn),對動(dòng)量分布函數(shù),渦量分布函數(shù)以及溫度分布函數(shù)進(jìn)行離散化,通過三個(gè)分布函數(shù)和渦量方向場的迭代更新實(shí)現(xiàn)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(shù)項(xiàng)在格點(diǎn)之間的遷移仿真流體的流動(dòng)過程,通過添加碰撞項(xiàng)和外力項(xiàng)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)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(wǎng)格上可以達(dá)到實(shí)時(shí)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(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

單煙霧源單障礙物仿真結(jié)果示例

多煙霧源單障礙物仿真結(jié)果示例

單煙霧源多障礙物仿真結(jié)果示例

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3593673