[发明专利]一种基于变光滑长度的SPH流体模拟方法在审
申请号: | 201911050695.3 | 申请日: | 2019-10-31 |
公开(公告)号: | CN110781632A | 公开(公告)日: | 2020-02-11 |
发明(设计)人: | 倪维涛;孔凡玉;沈红威 | 申请(专利权)人: | 中国计量大学 |
主分类号: | G06F30/25 | 分类号: | G06F30/25;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08 |
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地址: | 310018 浙*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | 本发明公开了一种基于变光滑长度的SPH流体模拟方法。首先从对称核近似角度出发建立修正后的变光滑长度SPH方程组;然后采用迭代法求解新建立的SPH方程组,并由此计算出粒子所受合力得到粒子加速度;蛙跳法更新粒子下一步的速度和位置;最终基于Marching Cubes算法实现流体表面提取,利用GPU纹理缓存数据进行可视化渲染。本发明方法的流体模拟效果比传统模拟方法更加符合流体变形实际情况,提高了流体模拟的真实性。此外,GPU并行邻域粒子搜索在粒子达到54K规模下,与CPU方法相比加速比达到56.4,大大提高了流体模拟的实时性。 | ||
搜索关键词: | 流体模拟 粒子 方程组 光滑 邻域粒子 流体表面 纹理缓存 迭代法 可视化 实时性 求解 流体 蛙跳 真实性 并行 对称 近似 变形 搜索 渲染 修正 更新 | ||
【主权项】:
1.一种基于变光滑长度的SPH流体模拟方法,其特征在于包括如下步骤:/n步骤一,从对称核近似角度出发修正SPH密度演化方程、动量方程和能量方程,建立一组修正后的变光滑长度SPH方程组;/n步骤二,由建立的SPH方程组计算出粒子所受的压力、重力、黏性力,再根据牛顿第二定律计算出合力得到加速度;/n步骤三,更新下一步粒子的速度和位置;/n步骤四,基于Marching Cubes算法实现流体表面提取,利用GPU纹理缓存的位置、速度和颜色数据进行三维可视化渲染;/nMarching Cubes流体表面提取算法涉及网格节点处的密度计算、交点坐标和法矢量计算。采用CUDA并行计算网格节点处的密度值和粒子网格节点密度值,计算思想由影响域改为支持域,即当前网格节点的密度值由邻域范围内所有粒子计算所得,而不是计算一个粒子点对邻域范围内产生的影响。/n
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