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基于物理模型的水波动画 被引量:4
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作者 秦培煜 陈传波 +2 位作者 解洪涛 夏晖 吕泽华 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2007年第10期238-240,共3页
近年来,自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一。关于山、水、云、烟、火焰等自然景物的模拟,在计算机游戏、影视、广告等各种领域中有着广泛的用途。作为自然景物模拟的重要内容,对流水、波浪的模拟正日益引起人们... 近年来,自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一。关于山、水、云、烟、火焰等自然景物的模拟,在计算机游戏、影视、广告等各种领域中有着广泛的用途。作为自然景物模拟的重要内容,对流水、波浪的模拟正日益引起人们的关注。本文基于二维浅水波方程模型,给出了一种实现水波动画的数值模拟方法。和以往的方法不同的是,本文既没有去特意构造具体的波形函数,也没有去求解复杂的Navier-Stokes方程,而是基于二维浅水波方程模型,采用隐式半拉格朗日积分方法进行求解,在保证稳定性的同时,可以允许大时间步长。实践证明,用该算法模拟水波,效果比较真实,而且在普通的PC平台上即可满足一般动画的实时需求。 展开更多
关键词 水波动画 浅水波方程 拉格朗日方法 隐式积分
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基于OSG的实时烟雾模拟的研究与应用 被引量:3
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作者 侯美华 吴志红 陈楷民 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第6期2088-2091,共4页
为了模拟出具有实时性和真实感的烟雾效果,分析了传统烟雾的模拟方法,提出了一种基于OSG平台下的实时烟雾模拟方法。该方法采用流体力学纳维-斯托克斯方程组作为基本物理模型,通过添加漩涡约束力来达到真实性的要求。由于NS方程求解的... 为了模拟出具有实时性和真实感的烟雾效果,分析了传统烟雾的模拟方法,提出了一种基于OSG平台下的实时烟雾模拟方法。该方法采用流体力学纳维-斯托克斯方程组作为基本物理模型,通过添加漩涡约束力来达到真实性的要求。由于NS方程求解的复杂性和CPU计算的限制性,在方程解算上,提出一种基于GPU的采用半拉格朗日方法、雅克比迭代法等稳定的求解方法,并结合体绘制技术来实现实时烟雾的模拟。实验结果表明,该方法能快速模拟出实时、逼真的烟雾效果。 展开更多
关键词 基于物理模型 纳维-斯托克斯方程 拉格朗日方法 漩涡约束力 可编程图形处理.
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浅水波模式半拉格朗日方法的并行研究 被引量:1
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作者 田华 卞建春 颜宏 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2004年第4期417-426,共10页
该文研究的问题是分布式并行计算机消息传递方式下半拉格朗日并行算法 ,重点研究二维浅水波并行模式中有关子区域过渡带 (HALO)的问题和有关求解赫姆霍兹方程的并行算法。进行了一系列的对比试验 ,研究在不同分辨率下模式的并行效率的... 该文研究的问题是分布式并行计算机消息传递方式下半拉格朗日并行算法 ,重点研究二维浅水波并行模式中有关子区域过渡带 (HALO)的问题和有关求解赫姆霍兹方程的并行算法。进行了一系列的对比试验 ,研究在不同分辨率下模式的并行效率的问题。结果表明 :采用分区域并行计算的方法 ,可得到较好的并行效率。模式中使用半拉格朗日方法处理平流项是有利的 ,在分辨率高时 。 展开更多
关键词 拉格朗日方法 数值天气预报 区域分解法 并行效率 HALO 奇偶法
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MAC方法及其在铸造充型模拟中的应用 被引量:1
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作者 黄伟明 唐玉龙 +2 位作者 宁林祥 吴棣 廖敦明 《铸造技术》 CAS 2020年第10期930-934,共5页
介绍了一种基于MAC的半拉格朗日方法,用于模拟铸造充型过程中的金属流动。结合拉格朗日和欧拉两种方法的优点,将流体视为具有某些物理性质的大量粒子的集合,绕过了纯欧拉角度下的复杂自由界面跟踪问题。对于流体内部,采用投影法求解不... 介绍了一种基于MAC的半拉格朗日方法,用于模拟铸造充型过程中的金属流动。结合拉格朗日和欧拉两种方法的优点,将流体视为具有某些物理性质的大量粒子的集合,绕过了纯欧拉角度下的复杂自由界面跟踪问题。对于流体内部,采用投影法求解不可压缩N-S方程。通过将粒子携带的信息映射到网格上,在背景网格上求解扩散方程,避免了拉格朗日方法中场描述的不便。引入水平集方法描述边界。对比计算分析了该方法和广泛应用的VOF方法的两个实例。结果表明,该方法能产生尖锐、不连续的流体界面,更接近铸造过程,尤其适合于充型速度快的铸造过程。 展开更多
关键词 MAC方法 拉格朗日方法 铸造充型过程 流动模拟
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基于SPH方法和半拉格朗日方法的沸腾现象模拟
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作者 龚旭 朱晓临 范承凯 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第10期1435-1440,共6页
水沸腾现象存在以下问题:只关注气泡和水的相互作用,忽略蒸汽的模拟;仅考虑气泡的运动和水之间的互动,忽略水温变化产生的水体本身的循环运动。针对上述2个问题,文章给出了一种网格法和粒子法相结合的模型,用多相流的SPH方法模拟水和气... 水沸腾现象存在以下问题:只关注气泡和水的相互作用,忽略蒸汽的模拟;仅考虑气泡的运动和水之间的互动,忽略水温变化产生的水体本身的循环运动。针对上述2个问题,文章给出了一种网格法和粒子法相结合的模型,用多相流的SPH方法模拟水和气泡,用半拉格朗日方法模拟蒸汽,同时使用实时数据传输的方式实现了气泡、水和蒸汽的同步模拟。相比目前方法仅考虑水和气泡的相互作用,该文模型加入了水由于热传导产生的作用力,展示了由于水温变化造成的水自身的运动,使模拟结果更加贴近实际。 展开更多
关键词 多相流SPH方法 拉格朗日方法 气泡 水蒸气 水温
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不可压缩多介质流动问题的数值模拟
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作者 丁灏 王春武 《现代物理》 2018年第1期18-26,共9页
本文将基于MAC (Marker and cell)交错网格上的半拉格朗日方法推广应用于求解不可压缩多介质流动问题。通过求解Level set方程捕捉界面的位置,利用NGFM (New Ghost Fluid Method)方法定义界面边界条件,将多介质问题转化为单介质问题进... 本文将基于MAC (Marker and cell)交错网格上的半拉格朗日方法推广应用于求解不可压缩多介质流动问题。通过求解Level set方程捕捉界面的位置,利用NGFM (New Ghost Fluid Method)方法定义界面边界条件,将多介质问题转化为单介质问题进行计算。给出了一种求解不可压缩多介质流动问题的简单且高效的数值算法。本文针对多个经典算例进行数值试验,数值结果表明本文所给出的方法可以有效的模拟流体的运动细节。 展开更多
关键词 不可压缩流体 拉格朗日方法 MAC方法 多介质流动 NGFM方法
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稳定且维护细节的液体与烟雾模拟算法
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作者 董泽建 杨猛 刘晓君 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第15期10-13,共4页
半拉格朗日方法在欧拉模型的液体与烟雾模拟中,因均值运算过多而存在数值粘性的问题,且表面提取算法会抹平液体表面的细节。为此,提出一种稳定且维护细节的液体与烟雾模拟算法。采用精确的数值方法求解对流项,在流体的边界及内部分布隐... 半拉格朗日方法在欧拉模型的液体与烟雾模拟中,因均值运算过多而存在数值粘性的问题,且表面提取算法会抹平液体表面的细节。为此,提出一种稳定且维护细节的液体与烟雾模拟算法。采用精确的数值方法求解对流项,在流体的边界及内部分布隐式的无质量粒子,利用简单的插值策略以及粒子和网格的双向影响,保证数值的稳定性,减少数值粘性,并结合基于显式曲面机制的表面追踪方法来实现丰富的视觉效果。实验结果证明该算法具有维护细节的能力。 展开更多
关键词 流体模拟 对流项 数值粘性 拉格朗日方法
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基于格子Boltzmann方法的地铁站内火灾仿真
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作者 朱亚迪 陈峰 王子甲 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期2160-2165,共6页
引入格子Boltzmann方法,构建以半拉格朗日方法求解的烟流扩散理论,真实重现烟流温度演化过程。采用C++语言,实现该理论方法。在此基础上,建立二维数值模型并仿真;将其与实验数据进行对比。研究结果表明:该方法能较好地重现地铁站内火灾... 引入格子Boltzmann方法,构建以半拉格朗日方法求解的烟流扩散理论,真实重现烟流温度演化过程。采用C++语言,实现该理论方法。在此基础上,建立二维数值模型并仿真;将其与实验数据进行对比。研究结果表明:该方法能较好地重现地铁站内火灾烟流的扩散过程,关键节点的变化趋势与实验结果一致,距离火源越近仿真结果与实验结果吻合程度越高。 展开更多
关键词 交通工程 火灾仿真 格子BOLTZMANN 拉格朗日方法 地铁车站
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核设施退役虚拟仿真中烟尘输运过程建模及算法研究 被引量:1
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作者 刘中坤 彭敏俊 赵强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B09期596-601,共6页
基于三维数值计算可实现核设施退役虚拟仿真中烟尘输运过程仿真,而快速且稳定的数值求解方法是实现动态仿真过程的核心。研究中首先建立相应的数学模型,然后采用半拉格朗日方法对方程进行求解。求解过程中首先对方程采用分裂法,得到各... 基于三维数值计算可实现核设施退役虚拟仿真中烟尘输运过程仿真,而快速且稳定的数值求解方法是实现动态仿真过程的核心。研究中首先建立相应的数学模型,然后采用半拉格朗日方法对方程进行求解。求解过程中首先对方程采用分裂法,得到各分项方程,然后利用半拉格朗日方法对瞬态项及对流项进行求解,对于不可压缩压力方程采用了基于约束思想的投影算法。研究过程中对立方体空间进行了数值仿真,仿真结果的显示采用OpengGL编程实现,获得了三维流场分布及烟尘浓度分布。该方法能实现模型稳定、快速的求解。 展开更多
关键词 核设施退役 虚拟仿真:拉格朗日方法
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