[发明专利]容器内流体粒子沸腾时的视觉仿真方法及电子设备

权利要求书

1.一种容器内流体粒子沸腾时的视觉仿真方法，其特征在于：包括：

构建一虚拟的容器和置于容器内的流体粒子，向容器施加外力，预测容器内的流体粒子的位置，求解流体粒子不可压约束，并基于流体粒子之间的内力对流体粒子速度进行更新；

获取流体粒子的动能参数，对流体粒子的沸腾进行仿真；

对所述容器空间进行划分，生成穿透修正约束，并求解所述穿透修正约束将产生穿透的流体粒子投影回所述容器中；

所述基于流体粒子之间的内力对流体粒子速度进行更新包括：计算液体粒子之间的内聚力；计算液体粒子和固体粒子之间的粘附力；基于所述内聚力和所述粘附力对流体粒子速度进行更新；

所述获取流体粒子的动能参数，对流体粒子的沸腾进行仿真包括：计算流体粒子之间的物质浓度及热量扩散；根据浓度扩散系数，计算流体粒子稀释过程中的溶解热生成量；根据流体粒子温度，计算动态粘滞力系数，使得高温的流体粒子注入动能，形成沸腾现象；

所述对所述容器空间进行划分包括：针对每个容器，将空间划分为容器内部、容器上部和容器侧部三个部分；

所述生成穿透修正约束包括：针对每个流体粒子，计算其初始位置和预测位置分别处于容器空间的所属区域；在所述初始位置处于容器内部，所述预测位置处于所述容器侧部，则生成穿透修正约束；

所述求解所述穿透修正约束将产生穿透的流体粒子投影回所述容器中包括：针对每个穿透修正约束进行处理，先在垂直轴上进行投影，再在水平面上进行投影，直至将流体粒子移动回容器内部。

2.根据权利要求1所述的容器内流体粒子沸腾时的视觉仿真方法，其特征在于：所述向容器施加外力，预测容器内的流体粒子的位置包括：

根据粒子空间位置分布进行重排序；

根据施加的外力更新流体粒子位置及流体粒子速度；

记录每个流体粒子的邻居粒子；

基于流体粒子位置、液体粒子速度、流体粒子的邻居粒子以及施加的外力预测液体粒子位置。

3.根据权利要求1所述的容器内流体粒子沸腾时的视觉仿真方法，其特征在于：所述基于流体粒子位置、液体粒子速度、流体粒子的邻居粒子以及施加的外力预测液体粒子位置的一种实现方式为：

其中：为粒子i的预测位置，x_i为粒子i的初始位置，Δt_s为迭代时间步长，v_i为粒子i的速度，m为粒子质量，f_ext(x_i)为位置x_i处受到的外力向量。

4.根据权利要求1或2所述的容器内流体粒子沸腾时的视觉仿真方法，其特征在于：所述求解流体粒子不可压约束的一种实现方式为：

其中：Δx_i为位置修正量，ρ₀为初始密度，λ_i为粒子i的拉格朗日系数，为半径为h的光滑核函数梯度。

5.一种电子设备，其特征在于：包括存储器，存储计算机程序；处理器，执行所述计算机程序以实现如权利要求1至权利要求4任一权利要求所述的容器内流体粒子沸腾时的视觉仿真方法的步骤。