【摘 要】
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在对自然景物的模拟中,对水流的动画模拟是一个有意义的课题,在本文中,我们通过求解浅水波方程对水流的一些现象进行了动画模拟。 我们借助于数值方法对浅水波方程进行了数值
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在对自然景物的模拟中,对水流的动画模拟是一个有意义的课题,在本文中,我们通过求解浅水波方程对水流的一些现象进行了动画模拟。 我们借助于数值方法对浅水波方程进行了数值求解,所使用的数值方法有两种:一种是有限差分方法;另一种是有限体积方法。 有限差分方法能够处理具有规则边界水域的水流现象,在本文中,我们把求解的水域离散成结构矩形网格,对水流的折射、反射、绕射等水流现象进行了动画模拟,我们仅仅指定产生水流动画的波源,水流动画的细节均由数值方法产生,不需要人工的干预。 有限体积方法能够处理具有不规则边界水域的水流现象,在本文中,我们把求解的水域离散成无结构三角形网格,对溃坝问题、雨景等水流现象进行了模拟,和有限差分方法一样,我们仅仅指定产生水流动画的波源,水流动画的细节均由数值方法产生,不需要人工的干预。 产生水波首先要有波源,设置不同的波源便可以得到不同的水流情形,我们用两种方法来产生波源:一种是通过设置边界条件和初始条件产生,这种方法用于模拟溃坝波的反射、折射等现象;另一种是通过扰动控制产生,这种方法用于模拟雨滴、瀑布、船波等自然现象。 本论文的第一部分我们讨论了目前水动画模拟常用的几种方法;在第二部分讨论了我们所使用的两类数值方法:有限差分方法和有限体积方法;在第三部分我们模拟了雨滴、船波、溃坝波等一些水流现象。
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