基于粒子和波的水行為模擬.pdf

1、流體模擬是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)重要研究方向,而實(shí)時(shí)真實(shí)感繪制更是一個(gè)挑戰(zhàn)性問(wèn)題,引起眾多研究者的興趣。水行為的模擬是其中一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　 由于水行為的多樣性,模擬水的不同狀態(tài)需要使用不同的模擬原理。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的研究主要集中在水波和海浪的模擬,采用波動(dòng)方程為模擬原理,按其實(shí)現(xiàn)方法,大致分為兩類(lèi):歐氏網(wǎng)格和拉格朗日粒子。前者是一個(gè)離散的方法--將空間區(qū)域細(xì)分并控制流體在不同的空間“細(xì)胞”中。該方法能夠?qū)崟r(shí)模擬多種流體包括高度粘性流

2、體,也可以實(shí)現(xiàn)流體的不可壓縮性,但是流體的運(yùn)動(dòng)波被網(wǎng)格分辨率限制,不能保證小特征的大量保留。拉格朗日方法用波、粒子來(lái)模擬流體,粒子方法提供了一個(gè)概念簡(jiǎn)單、多樣的模擬框架,因而被廣泛使用。但是在流體仿真中,基于粒子的模擬方法難以表征平滑的表面。
　　 本文研究了噴泉的模擬,嘗試建立一個(gè)模擬各種噴泉效果的通用平臺(tái)。模擬分為兩個(gè)階段:噴射狀態(tài)和水滴與水面的交互。我們使用粒子的自由落體原理來(lái)模擬噴射的水滴；第二階段采用粒子和波相結(jié)合的方