基于物理模型的真实感流体实时仿真技术
PHYSICALLY BASED REAL-TIME FLUID
摘 要
Abstract
目 录
第1章 绪论
1.1 流体力学的背景知识
1.2 流体仿真的研究意义
1.3 国内外研究现状
1.4 一些优秀的仿真结果
1.5 本文内容安排
第2章 N-S方程的介绍、分析与求解方案研究
2.1 N-S方程的数学形式
2.2 N-S方程的推导与分析
2.2.1 动量守恒方程的简单推导
2.2.2 欧拉法与拉格朗日法
2.2.3 连续性方程的简要分析
2.3 网格与方程的离散化处理
2.3.1 并置网格与交错网格
2.3.2 N-S方程的有限差分运算
2.4 方程的分解与求解步骤分析
2.4.1 Helmholtz-Hodge 分解定理
2.4.2 逆向处理与隐式积分
2.4.3 特征线法(Method of Characteristics, MOC)的简要论述
2.5 本章小结
第3章 N-S方程求解的具体系统实现
3.1 外力作用
3.2 扩散项求解
3.2.1 Jacobi方法求解
3.2.2 Gauss-Seidel 方法求解
3.2.3 SOR 方法求解
3.2.4 扩散方程的其它求解方法
3.3 水平移流项求解
3.3.1 双线性插值
3.3.2 前向移流算法
3.3.3 逆向移流算法
3.4 压力映射项计算
3.5 数值耗散问题
3.5.1 BFECC算法
3.5.2 漩涡抑制方法
3.6 N-S方程求解总流程
3.7 本章小结
第4章 障碍物分析设计与实现
4.1 障碍物的数据结构分析
4.2 障碍物的类型分析
4.3 顶点类型的分组标识
4.3.1 障碍物边界值更新
4.3.2 修改扩散函数
4.4 碰撞检测及处理
4.4.1 编码裁剪算法(Cohen-Sutherland)算法
4.4.2 通过角度范围进行碰撞检测处理
4.4.3 镜像反射障碍物附近流体的速度
4.5 本章小结
第5章 系统总框架与仿真效果显示
5.1 仿真环境及仿真速度
5.2 系统结构
5.3 仿真结果
5.4 本章小结
结 论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书
哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理
致 谢