基于粒子系統(tǒng)的沉淀模擬.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)圖形的發(fā)展,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已經(jīng)成為快速、高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)事物模擬的堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)。用計(jì)算機(jī)生進(jìn)行真實(shí)感圖形模擬一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的研究重點(diǎn),而對(duì)不規(guī)則物體與現(xiàn)象的真實(shí)感模擬更是其中的研究重點(diǎn)。目前,粒子系統(tǒng)已經(jīng)成為公認(rèn)的模擬不規(guī)則物體的最成功方法之一,其優(yōu)點(diǎn)在于直觀、高效、技術(shù)成熟穩(wěn)定。
　　 真實(shí)感圖形模擬的基礎(chǔ)在于建立模型,因而模糊物體的模擬一直是圖形學(xué)的難點(diǎn)之一。特別是對(duì)一些自然現(xiàn)象的模擬,如火焰、水流、雨、雪等,這類自

2、然現(xiàn)象由于其本身特點(diǎn)具有隨機(jī)性、模糊性,因而很難用常規(guī)的物理建模和幾何建模方法實(shí)現(xiàn)。然而這些現(xiàn)象在真實(shí)感圖形模擬中又是不可缺少的重要元素,因而不規(guī)則事物模擬一直是真實(shí)感圖形模擬的研究熱點(diǎn)之一。盡管困難重重,但在國(guó)內(nèi)國(guó)外學(xué)者的努力探索下,取得了相當(dāng)?shù)某晒?br>　　 本次研究是采用粒子系統(tǒng)對(duì)沉淀現(xiàn)象進(jìn)行模擬,研究重點(diǎn)是對(duì)液體中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀現(xiàn)象的模擬。一方面考慮到反應(yīng)發(fā)生在液體中,液體的運(yùn)動(dòng)將對(duì)細(xì)小的沉淀粒子產(chǎn)生明顯的作用,基于

3、著名公式納維-斯托克斯公式(Nayier-Stokes Equation)求解流體的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象成為的研究重點(diǎn)之一。通過(guò)研究目前已有的沉淀模型,分析其優(yōu)點(diǎn)與不足,并在其基礎(chǔ)上提出一種新的沉淀模型(GFS)模型。該模型不但細(xì)致分析沉淀現(xiàn)象中粒子的受力情況,還添加了儀器模型與水面效果,達(dá)到真實(shí)的模擬效果。
　　 不規(guī)則物體的模擬一直是真實(shí)感圖形模擬的研究難點(diǎn)之一,要模擬沉淀現(xiàn)象就更有挑戰(zhàn)性了。用納維-斯托克斯公式(Nayier-Stok