免费论文摘要：不行收缩SPH流体的固流交互模仿本领接洽

鉴于物理的流体模仿本领经过数值本领求解遏制流体疏通的非线性偏微分方程来模仿搀杂流展现象，比方翻涌的湍流、扑腾的火苗以及回绕的烟雾，普遍运用于电影和电视殊效、数字文娱、假造医术等范围。震动个性使流体功夫与范围的液体爆发彼此效率，所以流体的液体边境处置即固流交互是鉴于物理的流体模仿的要害实质。 润滑粒子能源学 (Smoothed Particle Hydrodynamics，SPH) 是一种拉格朗日粒子数值本领，它将贯串的计划空间分割化为彼此效率的粒子，并运用积分核因变量对所求物理量举行和插值好像，符合模仿拓扑连接变革的流体疏通及其详细特性。但受数值求解进程中的抑制前提牵制、固有耗散个性以及物理求解计划搀杂等成分感化，SPH本领在模仿固流交互时生存着接壤面不宁静、涡流详细丧失、气泡等搀杂局面模仿艰巨以及计划功效较低等题目。舆论对不行收缩SPH流体中宁静、如实、高效的固流交互模仿本领举行接洽，重要处事囊括： 1、贯串边境粒子采集样品和速率-场所矫正的固流交互本领。为处置SPH流体在固流接壤面处的粒子不贯串，以及较大功夫步长或速率差下的穿透题目，提出一种鉴于一致粒子模子的宁静赶快固流交互本领。该本领对液体外表和里面举行边境粒子采集样品，贯串一种动量守恒维持的速率-场所矫正计划，实行宁静的不行穿透固流交互模仿，并给出GPU并行计划本领，到达了120k粒子范围下10帧/秒的交互级模仿速率，为后续涡流和缓泡模仿供给了一致粒子模子的固流交互框架。 2、鉴于边境层表面模子的如实感涡流模仿本领。固流交互会在液体反面爆发涡流，但数值本领固有的耗散个性形成了模仿进程中涡流详细的丧失。对准这一题目，在物理模子上，给出一种鉴于边境层表面模子的涡流合成本领以回复SPH流体中固流交互爆发的涡度场，并对其举行宁静衍化；在好多表白上，给出一种高效的鉴于八叉树的自符合流体外表重修本领以举行涡流的如实感绘制。试验截止表白，本本领与现有本领比拟如实地模仿了固流交互中的涡流天生和衍化。 3、鉴于一致粒子多相流模子的气泡模仿本领。固流交互中爆发的气泡局面物理体制极端搀杂，运用现有的数学模子难以精确地刻画。对准这一题目，提出一种鉴于一致粒子多相流模子的气泡模仿本领，该本领在SPH流体中对气泡成核表面模子举行好像，给出一个归纳商量水中气体融化度、液体材料质量以及固流速率差等物理成分的气泡天生模子，并设置张力、外表张力、浮力以及凝固力的计划模子来计划气体粒子遭到的作使劲，如实地模仿了气泡的变形、飞腾、融洽和泡沫等局面。 4、多精度搀和弹性别变化形模子及其固流交互模仿。鉴于贯串介质力学的弹性别变化形模子常常被用来结构固流交互中的可变形液体，但其计划求解搀杂，拓扑变换处置不宁静。对准这一题目，提出一种高效的多精度搀和弹性别变化形模子来模仿不行收缩SPH流体的可变形液体边境，该模子把计划空间分别为鉴于非线性有限元模子的物理地区和鉴于网格形势配合算法的好多地区，经过安排两种地区计划结点的比率来遏制变形模仿的功效和精度，在此普通上给出宁静的假造切割和固流交互模仿本领。 舆论环绕SPH流体中的固流交互模仿本领，在宁静赶快的固流交互模仿、固流交互中的涡流详细回复、如实感气泡模仿、多精度搀和弹性别变化形等上面举行深刻接洽，重要本领可运用于电影和电视流体殊效、玩耍物理引擎、假造手术等范围的固流交互模仿。

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