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一种稳定、高效且保持细节的粘性流模拟算法
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:《软件学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP317[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室,北京100190, [2]首都师范大学计算机科学联合研究院,北京100048, [3]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(60273019,60373042,60496326,60573063,60573064);国家重点基础研究发展计划(973)(2003CB317008,G1999032701)
中文摘要:

给出一种基于物理的粘性流体模拟算法,该算法采用一种等价的能量模型将耗散过程与投影过程耦合入一个线性系统中同时求解.实现了在全隐式求解粘性项的同时求解压力来保证流体的不可压缩性,并且自动捕捉了至关重要的零应力边界条件,从而消除了由于直接近似该边界条件而导致的失真现象.此外,利用粒子携带的物理信息来求解对流项以抑制数值耗散同时,基于粒子构建流体的隐式表面.最后的实验结果显示出算法的有效性、精确性及稳定性.该算法可以细致地体现各种粘度的流体的形变特征,并有效地支持可变粘性.

英文摘要:

This paper presents a physically based simulation algorithm for animating viscous fluid. This algorithm introduces an equivalent energy model to couple diffusion processes and projection processes into a single linear system for solving together. This model implicitly solves the viscous term while simultaneously solving pressure to guarantee incompressibility of fluid. Furthermore it automatically captures the vital zero-traction boundary conditions, eliminating artifacts caused by directly approximating this boundary condition. Furthermore, this paper utilizes the physical information taken by particles to solve the advection term for battling numerical dissipation and constructs an implicit surface of fluid based on particles. Finally, the test results show the efficiency, accuracy and stability of the algorithm, and it can nicely simulate deformation characteristics of various viscous fluids, efficiently supporting variable viscosity.

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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54609