【摘 要】
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如今烟雾仿真是当前自然环境仿真的重要组成部分,消除人工痕迹,在保留烟雾实时性的前提下增强仿真真实性已经成为了科研人员面临的主要问题。本文改变了以往基于动量的N-S流体运动模型,采用基于涡度的烟雾扩散模型求解方式,构建双精度烟雾粒子系统来提高烟雾仿真的实时性。其中低精度粒子系统主要研究了烟雾粒子的基本扩散规律,考虑到外力对于烟雾粒子的具体影响,描绘出烟雾粒子的基本运动轨迹,为高精度粒子系统提供相应的
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如今烟雾仿真是当前自然环境仿真的重要组成部分,消除人工痕迹,在保留烟雾实时性的前提下增强仿真真实性已经成为了科研人员面临的主要问题。本文改变了以往基于动量的N-S流体运动模型,采用基于涡度的烟雾扩散模型求解方式,构建双精度烟雾粒子系统来提高烟雾仿真的实时性。其中低精度粒子系统主要研究了烟雾粒子的基本扩散规律,考虑到外力对于烟雾粒子的具体影响,描绘出烟雾粒子的基本运动轨迹,为高精度粒子系统提供相应的物理信息。在构建好低精度烟雾粒子系统后,通过网格扩散的方式来构建高精度烟雾粒子系统。同时在构建好的均匀网格内进行对流项和扩散项的求解,利用构建好的均匀网格来存放涡度信息,采用改良的半拉格朗日法进行网格插值求解,研究边界条件对于烟雾涡度粒子的具体影响,增加烟雾仿真的真实性。考虑到火焰粒子和烟雾粒子运动轨迹的相似性,在此选用同样的扩散模型来进行火焰粒子的模拟仿真。通过氧化还原反应方程式计算出火焰转换成烟雾的阈值温度,同时考虑到温度和密度的关系,将温度这一物理信息与N-S扩散方程相结合,进一步增加了烟雾仿真的真实性。由于计算量过大,严重影响到了烟雾仿真的实时性,为了增加视觉体验效果,本文采用多线程的处理方式,找到独立且耗费时间很大的模块,利用多核的计算机处理技术,在保证烟雾真实性的条件下极大程度的提高了烟雾仿真的实时性。
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