[发明专利]织物仿真模型的建立方法、系统、存储介质及电子设备

说明书

本发明提供了织物仿真模型的建立方法、系统、存储介质及电子设备，其方法包括：获取初始时刻的织物曲面，将织物曲面根据材料属性的不同离散成大小不同的四边形网格面片；分析各个四边形网格面片的重心的初始坐标；根据初始坐标计算初始黎曼度规张量和初始黎曼曲率张量；以初始时刻为起始，依次根据当前时刻的黎曼度规张量和黎曼曲率张量计算内部变形能量，结合受力分析，计算下一时刻的重心的坐标位置；根据坐标位置建立织物仿真运动模型。本发明将织物放在弯曲的黎曼流形空间中进行研究，发明成果采用非欧几何理论可以完善现有的织物建模理论和方法，弥补欧氏空间中织物建模复杂、收敛速度慢、稳定性差、仿真效果不佳等不足。

技术领域

本发明涉及织物仿真技术领域，尤指织物仿真模型的建立方法、系统、存储介质及电子设备。

背景技术

目前研究织物模型与仿真的方法通常分为三种：几何方法、物理方法和混合方法。基于几何建模的织物仿真技术仅仅注重织物的外在表现形式，更像是一种高级的绘图工具，其优点在于模拟速度快；基于物理建模的方法研究近年来已占据了主导地位，按仿真织物结构的方式又可分为：离散模型，包括弹簧--质点模型、网格模型、粒子模型；连续模型，包括弹性变型模型、空气动力学模型、有限元模型等；基于混合建模的方法采用几何建模方法来建模，在仿真过程中考虑织物的物理属性，兼顾仿真速度和仿真的真实感，但仿真效果仍不尽人意。现有的研究都是依赖于在欧式空间中建立的织物模型，即在欧式空间中对不同织物仿真模型或方法的改进，从仿真的响应速度或效果方面作出了一些改进，但依然存在着建模复杂，计算量大以及仿真效果难尽人意等问题。

发明内容

本发明的目的是提供织物仿真模型的建立方法、系统、存储介质及电子设备，实现将织物放在弯曲的黎曼流形空间中进行研究，研究成果可以完善现有的织物建模理论和仿真方法，弥补欧氏空间中织物建模复杂、收敛速度慢、稳定性差、仿真效果不佳等不足。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供织物仿真模型的建立方法，包括：

获取黎曼流形空间中初始时刻的织物曲面，将所述织物曲面离散成若干个四边形网格面片，将所有的四边形网格面片等效为离散单元进行分析处理；

分析各个四边形网格面片的重心，获取所述重心的初始坐标；

根据所述初始坐标计算初始时刻各个四边形网格面片的初始黎曼度规张量和初始黎曼曲率张量；

以初始时刻为起始，依次根据当前时刻的黎曼度规张量和当前时刻的黎曼曲率张量计算当前时刻的各个四边形网格面片的内部变形能量，结合当前时刻的四边形网格面片的受力分析和所述内部变形能量，计算下一时刻的各个四边形网格面片的重心的坐标位置，所述下一时刻与当前时刻相差一个预设的时间步长；

根据所述坐标位置建立织物仿真运动模型。

进一步的，根据当前时刻的黎曼度规张量和当前时刻的黎曼曲率张量计算当前时刻的各个四边形网格面片的内部变形能量，结合当前时刻的四边形网格面片的受力分析和所述内部变形能量，计算下一时刻的各个四边形网格面片的重心的坐标位置具体包括：

获取任意一个四边形网格面片当前时刻的重心的瞬时向量；

根据所述瞬时向量计算所述任意一个四边形网格面片在当前时刻的黎曼度规张量和当前时刻的黎曼曲率张量；

根据所述初始黎曼度规张量、初始黎曼曲率张量、当前时刻的黎曼度规张量和当前时刻的黎曼曲率张量计算当前时刻的各个四边形网格面片的内部变形能量；

结合四边形网格面片的受力分析和所述内部变形能量计算下一时刻的坐标位置。

进一步的，根据所述当前时刻的黎曼度规张量和当前时刻的黎曼曲率张量计算当前时刻的各个四边形网格面片的内部变形能量具体包括：