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基于四面体网格的软组织位置动力学切割仿真算法
  • ISSN号:1001-5965
  • 期刊名称:《北京航空航天大学学报》
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:武汉大学计算机学院,武汉430072
  • 相关基金:国家自然科学基金(61373107,61190125); 国家“九七三”重点基础研究发展规划项目基金(2011CB707904); 北航虚拟现实技术与系统国家重点实验室开放课题基金(BUAA-VR-13KF-15)资助
中文摘要:

该文提出了利用生成自适应代理粒子来实时耦合TLED非线性有限元与隐式不可压缩流体的新方法.首先,该文根据固体表面的局部高斯曲率对固体表面采样生成不同分辨率的代理粒子.其次,为了避免代理粒子和流体粒子间过早的耦合,文中设计代理粒子光滑核函数的支持域为椭球型.其次,为了防止流体粒子在固体发生形变时产生穿透现象,作者在每个时间步长内对固体表面进行重采样生成代理粒子,并自适应地改变其支持域的大小,最后,在处理边界时运用正则化方法计算边界处粒子的物理量,并利用基于统一计算设备架构的GPU并行计算方法对耦合过程进行加速.实验结果表明,该文提出的方法能在减少采样粒子、提高计算效率的同时,实现实时逼真的流固耦合效果.

英文摘要:

This paper presented a novel method that adaptively sampled agent particles for real-time coupling TLED nonlinear FEM solid with implicitly incompressible fluid.The agent particles were sampled with different resolution according to the local Gauss curvatures of solid surface model.The agent particles’support domain was designed as ellipsoid to avoid premature coupling between agent particles and fluid particles.To avoid penetration of fluid particles on boundaries in case of deformation,the agent particles were adaptively resampled after deformation of nonlinear FEM solid and its support domain was adaptively changed.To accurately handle the coupling,regularization method was adopted to calculate the particles’physical quantities on the boundary to obtain better coupling effects.The CUDA-based GPU parallel computing was utilized to accelerate the computation of coupling process between agent particles and fluid particles.The experimental results demonstrate that the proposed method can achieve significant improvement in time and memory,reducing the sampling particles and meanwhile obtaining real-time realistic fluid-solid coupling effect.

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期刊信息
  • 《北京航空航天大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:
  • 主办单位:北京航空航天大学
  • 主编:赵沁平
  • 地址:北京市海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:JBUAA@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82315594 82338922
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-5965
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2625/V
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  • 获奖情况:
  • 第二届全国优秀科技期刊评比三等奖,全国优秀高等学校自然科学学报及教育部优秀科技期...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),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:19939