基于VTK和元胞自動(dòng)機(jī)的離散粒子系統(tǒng)的仿真和顯示研究.pdf

1、近年來(lái)，計(jì)算機(jī)硬件的飛速發(fā)展為計(jì)算機(jī)仿真的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)仿真已經(jīng)在很多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用，成為對(duì)許多復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和評(píng)估時(shí)不可缺少的重要手段。本文就復(fù)雜系統(tǒng)中最常見(jiàn)的離散粒子系統(tǒng)的仿真和顯示進(jìn)行了研究，并且以一個(gè)三維螺旋空間為例進(jìn)行了應(yīng)用和分析。
　　 本文首先對(duì)VTK類(lèi)庫(kù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，分析了框架結(jié)構(gòu)、對(duì)象模型，并深入研究了VTK類(lèi)庫(kù)中各類(lèi)的方法、接口設(shè)計(jì)以及集成機(jī)制。為了模型的導(dǎo)入，依照VTK中一些已有

2、的類(lèi)，設(shè)計(jì)編寫(xiě)了一個(gè)對(duì)IGES標(biāo)準(zhǔn)文件的讀取顯示類(lèi)，根據(jù)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行了封裝實(shí)現(xiàn)；綜合考慮計(jì)算和顯示效率，確定了生成和顯示大量離散粒子的方法。其次，根據(jù)真實(shí)存在的離散粒子系統(tǒng)的特點(diǎn)，進(jìn)行了元胞自動(dòng)機(jī)模型的建立和規(guī)則的設(shè)計(jì)，模型采用Moore鄰居類(lèi)型，其演化規(guī)則包括相互碰撞的規(guī)則和依據(jù)鄰居平均運(yùn)動(dòng)狀態(tài)概率地調(diào)整自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的規(guī)則。
　　 實(shí)例表明該方法可以在三維復(fù)雜空間中運(yùn)行，元胞自動(dòng)機(jī)模型能定性地體現(xiàn)粒子之間的碰撞和