基于粒子的自適應(yīng)分層流體模擬研究.pdf

1、流體模擬是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)重要分支，其作為一個(gè)重要的仿真工具，主要用來(lái)生成具有真實(shí)感的流體。近年來(lái)，流體模擬技術(shù)在影視特效制作，虛擬現(xiàn)實(shí)，電腦游戲等中得到了廣泛的應(yīng)用。目前基于粒子的流體模擬方法已經(jīng)有了良好的模擬效果，其可以適應(yīng)表面劇烈變形的運(yùn)動(dòng)，相比于其他方法而言，表面細(xì)節(jié)也較為豐富。但是，為了保證模擬效果，通常需要較大的粒子數(shù)，導(dǎo)致計(jì)算量或者所需計(jì)算資源比較大。
　　本文的主要目的是針對(duì)三種粒子方法進(jìn)行研究和改進(jìn)，使得改進(jìn)后

2、的方法能夠減少粒子方法的計(jì)算量，并且保持模擬的細(xì)節(jié)。為此，本文分成如下幾個(gè)部分:
　　第一部分主要介紹了流體模擬的歷史背景和研究意義，國(guó)內(nèi)外流體模擬的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，著重介紹了三種粒子方法的提出與發(fā)展，并闡述了本文的主要工作。
　　第二部分主要詳細(xì)介紹了SPH方法、MPS和PBF方法的基本原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，深入對(duì)比了三種方法的異同點(diǎn)。
　　第三部分在參考其他分層理論的基礎(chǔ)上，提出一種新的基于位置的離子分層方法——自適應(yīng)分

3、層方法。該算法首先對(duì)流體粒子進(jìn)行分層，其次，將粒子進(jìn)行自適應(yīng)分類(lèi)。經(jīng)過(guò)這樣處理后，減少了模擬的流體使用的粒子數(shù)目，并且，又不犧牲流體模擬的表面細(xì)節(jié)。
　　第四部分將自適應(yīng)分層方法嵌入三種粒子方法中，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)三種方法改進(jìn)前后進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比，驗(yàn)證嵌入的方法的有效性。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，還對(duì)自適應(yīng)分層方法嵌入的適應(yīng)性進(jìn)行了討論。
　　第五部分對(duì)全文工作進(jìn)行了總結(jié);并對(duì)今后流體模擬算法的研究提出了思考和