免费论文：鉴于SPH的流体交互仿真接洽

假造实际本领是以计划机本领为中心，贯串关系科学本领，在视、听、触感等上面天生与确定范畴如实情况好像的数字化情况，运用户爆发设身处地的发觉，具备沉醉性、交互性和设想性等特性。传神的流体仿真动作假造实际本领的一个接洽热门，遭到越来越多的关心，具备要害的表面接洽价格，已普遍运用于文娱玩耍、影戏殊效、医术仿真和军事仿真等范围。但是，流体仿真搀杂百般、建立模型难度大，采用有理的建立模型本领至关要害。SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) 本领动作一种纯拉格朗日本领，用来鉴于物理的流体仿真。正文开始领会SPH本领的核因变量、邻域探求、边境前提和功夫步积分等题目；归纳SPH本领在水、气泡、流固交互、多相流等流体仿真中的运用，而且计划SPH流体中所波及的自符合采集样品、流体遏制、外表衬托以及并行加快等接洽热门。在此普通上，正文发展了鉴于SPH的流体交互仿真表面、本领和要害本领的接洽，接洽功效如次：(1) 提出了一种弱收缩润滑粒子流体能源学 (Weakly Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics，WCSPH) 的流体仿真本领。与求解压强泊松方程赢得无耗散的速率场各别，正文鉴于Tait方程和兰纳-琼斯势方程，提出了弱收缩流体养护本领。该本领缩小了功夫耗费，加快密度抑制，且承诺沿用两倍之上的自符合功夫步长。其余，从缩小仿真的迭代度数和使功夫步独力于场景的观点商量，提出了自符合功夫步计划本领。它按照每个粒子的特性自符合的计划功夫步，革新了计划的功效和宁静性，保护确定范围粒子流体的及时仿真。(2) 提出了一种鉴于粒子的流固交互本领。开始，为了使流体和液体自在交互，本文华用隔绝场本领对液体举行粒子采集样品；为了保护仿真的透彻性，沿用鉴于粒子挪动速率的液体外表粒子索取算法，很好的天生了实足掩盖液体外表的边境粒子，实行了流体和液体的一致表白。其次，对于静态液体，运用鉴于隔绝场的本领赶快实行了流体与液体交互；对于动静液体，提出了一种将处治力和密度矫正相贯串的办法。在初始阶段，沿用控制粒子密度的计划本领，独立计划流固之间的压力，并在物理计划之后矫正液体的质心来遏制液体模子的对立场所。其余，为提防液体之间的臃肿局面，运用矫正的密度计划本领来遏制上下密度地区粒子体积的变革，再在液体粒子之间爆发一种摈弃力，以制止液体之间的臃肿局面。该流固交互本领不妨简单植入WCSPH、PCISPH (Predictive-Corrective Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics，PCISPH) 等仿真框架中。(3) 提出了一种鉴于自符合标量场的流体外表重修本领，灵验的养护了流体外表详细，并实行了高品质的流体可视化功效。开始，正文设置了一个标量场计划模子，沿用自符合的椭球型核因变量代替球型核因变量，比拟于保守的标量场计划本领，具备更好的计划精度；同声，经过牵制矫正的本领赢得自符合的润滑半径。它充溢商量了临近粒子的散布特性，进而获得了透彻的标量场，灵验的养护流体外表的详细。其次，它按照粒子的数目机动计划网格的辨别率，再将粒子放入相映的网格中，从获得的标量场体数据中重修流体外表。其余，为了普及计划的功效，咱们仅在逼近外表的粒子上天生标量。结果，为了实行及时的流体衬托，咱们沿用延时绘制管线的本领，实行了对流体的如实感绘制，获得了传神的流体场景衬托。(4) 安排并实行了一个鉴于多GPUs的并行仿真体例。开始，提出了一种鉴于SPH的牛顿流体与非牛顿流体一致仿真本领，经过增添物理项和参数安排即可实行各别典型的流体仿真。该模子容易并行，便于实行。其余，安排了一种鉴于多GPUs的流体并行加快仿真本领。对准多GPUs的特性，咱们接洽了流体数据的多GPUs分别本领，按照场景的特性，将流体数据机动的调配到相映的GPU上实行；为了保护各GPU的计划功效，提出了鉴于功夫和空间的动静分别战略，保护了GPUs间的负载平衡；为了减少量据传输开支，运用CUDA供给的多线程体制，安排了一种异步数据传输战略，有理的湮没了粒子传输的开支。结果，鉴于正文的接洽，咱们搭建了一个一致的流体并行仿真体例平台原形。

来源：半壳优胜育转载请保留出处和链接！

本文链接：http://87cpy.com/258510.html