[发明专利]对相互作用对象集合进行仿真的计算机设备及相应方法

说明书

技术领域

本发明涉及对相互作用对象集合的仿真。

背景技术

相互作用对象仿真涉及从多机械体(复杂的或简单的)仿真到分子(例如蛋白质分子)行为仿真的广泛领域。

现有的、最早的方案采用对象归类的原则，即把对象分组汇集以便定义总体行为。这类方案因其较低的计算成本而有意义。

但是，计算成本的降低是以损害仿真的现实性为代价的，因为与分组对象间关系相关的许多方面被有意忽略或简化。

其它方案考虑了相互作用对象，例如关节联结体。关节联结体通常由以关节相互联结的两个体构成。所述两个体自身可以是关节联结体，以此类推。这种方案容许对这类对象集合的机械行为进行逼真建模，同时还保证高性能。

因为对象主要是通过联结它们的关节相互作用的，所以称“机械”行为。为了对对象集合建模，只需要对关节建模。

当对象间的相互作用变得更加复杂时，这些方案很快失效，因为相关计算需求/成本如此高昂而无法实现。

发明内容

本发明的目的是改善这一状况。

为此目的，本发明提出一种用于对相互作用对象集合进行仿真的计算机设备，所述设备包括：存储器，该存储器包含该对象集合的树状表示。在该树状表示中，每个中间结点与动力学数据、几何数据和相互作用数据相关联。

所述设备还包括一个仿真控制器，该仿真控制器根据反复进行的循环启动：

-对象、对象子集相互作用数据的分配器；

-根据有关相互作用数据和几何数据，更新动力学数据的机构，为倾向于相互作用的结点遍历树状表示；

-根据已更新的动力学数据，更新几何数据的机构，为倾向于相互作用的结点遍历树状表示。

为了考虑不依赖于关节的结点间的相互作用，所述存储器还包含与至少一些结点相关联的局部相互作用数据，并且，所述相互作用数据分配器包括为倾向于相互作用的结点遍历树状表示，更新相互作用的机构，以便根据有关子结点的局部相互作用数据来更新结点的相互作用数据。

这种设备优点突出，因为它提供了延伸关节联结体建模方案的可能性，同时考虑了非关节性力，并且没有显著增加计算时间，从而有可能提高仿真的可应用性。

本发明还涉及一种对相互作用对象的行为进行仿真的方法，其中使对象集合保持树状表示。在该树状表示中，每个中间结点与动力学数据、几何数据和相互作用数据相关联，所述动力学数据、几何数据和相互作用数据取决于其子结点数据。

该方法重复实施一个循环，所述循环包括如下步骤：

a.分配一些对象和对象子集的相互作用数据；

b.为倾向于相互作用的结点遍历树状表示，根据有关相互作用数据和几何数据，更新这些结点的动力学数据；和

c.为倾向于相互作用的结点重新遍历树状表示，根据在步骤b中更新的动力学数据，更新几何数据，

更具体地，步骤a包括：

a1.为倾向于相互作用的结点预遍历树状表示，根据有关子结点的局部相互作用数据，更新这些结点的相互作用数据。

附图说明

阅读以下描述之后，可以更好地了解本发明的其它特征和优点。以下描述针对结合如下附图的说明性、非限制性的实例，其中：

-图1是根据本发明的计算机设备的示意图；

-图2是图1所示设备实施的仿真循环的函数执行的方框图；

-图3是图2所示仿真循环的第一个函数的方框图；

-图4是图3所示的一个函数的方框图；

-图5和图6是图4所示的两个函数的示意图；

-图7是图3所示的另一个函数的方框图；

-图8是图2所示仿真循环的第二个函数的方框图；

-图9是图2所示仿真循环的第三个函数的方框图；

-图10是图2所示仿真循环的第四个函数的方框图；

-图11是图2所示仿真循环的第五个函数的方框图；

附图和下文的描述基本上包含了确切特征的元素，因此不仅可以帮助理解本发明，而且在必要时有助于其定义。

具体实施方式

本描述旨在阐明能由著作权和/版权保护的元素。权利人不反对任何人复制包含在官方文件中的本专利文档或其描述。权利人完整保留其余权利。

本发明还包括所描述的、作为产品的软件。所述软件保存在任何可由计算机读取的“介质”(载体)上。术语“可由计算机读取的介质”包括磁的、光的和/或电子的数据存储载体，还包括传输载体或工具，例如模拟或数字信号。