采用SPH方法的拉格朗日方式流體運動模擬.pdf

1、計算流體動力學是計算機圖形學中的一個熱門話題。在過去的幾年里，人們對逼真重現(xiàn)流體數(shù)值越來越感興趣。用基于網(wǎng)格的方法來去解決流體流動的數(shù)學方程受到人們的青睞，但是他們往往缺乏創(chuàng)造交互式流體模擬和詳細的流體表面的能力。在實時應(yīng)用程序中，交互式流體動力學是必不可少的，例如計算機游戲或者虛擬手術(shù)仿真。光滑粒子流體運動學(SPH)方法是一種基于粒子的無網(wǎng)格的方法，其優(yōu)點是對流體流動通過粒子運動來模擬，它完全不需要網(wǎng)格，免去了網(wǎng)格生成的麻煩，更避免

2、了網(wǎng)格扭曲與網(wǎng)格重構(gòu)問題，能夠方便地模擬具有大變形的流動問題，尤其在解決具有大畸形、運動物質(zhì)交界面以及變形邊界和自由表面問題時優(yōu)勢明顯。基于以上優(yōu)點，光滑粒子流體動力學(SPH)方法是一種很有潛力的數(shù)值計算方法，近年來得到了學術(shù)界的廣泛關(guān)注。使用光滑粒子流體動力學(SPH)的方法，我們已經(jīng)實施了用基于粒子的方法來解決交互式流體的運動。隨著人們越來越關(guān)注于模擬，我們提供一個基于粒子流體的數(shù)學理論。本文主要運用光滑粒子動力學(SPH)的方法

3、進行流體的運動模擬，具體內(nèi)容如下:
　　 (1)介紹了光滑粒子動力學(SPH)方法的基本概念、基本思想、基本方程。
　　 (2)闡述拉格朗日流體動力學中的一些屬性，如密度，內(nèi)力，外力，以及碰撞處理和數(shù)值時間積分法。
　　 (3)實現(xiàn)部分，應(yīng)用快速相鄰粒子搜索法，設(shè)置物理系數(shù)，以及流體材料介紹和渲染效果，最后運用拉格朗日方法對SPH系統(tǒng)初始化并計算流體的密度、壓強、內(nèi)力和外力，定義時間積分以及碰撞處理。