一种大场景环境下烟雾建模方法

• 摘要：

  本发明涉及一种大场景环境下烟雾建模方法,包括以下过程:在大场景环境下建立烟雾粒子网格模型,确定烟雾粒子的初始状态参数;对大场景环境下的烟雾粒子施加外力,在外力作用下,计算烟雾粒子在对流效应下的参数以及计算烟雾粒子在碰撞效应下的参数;根据烟雾粒子的初始状态参数、烟雾粒子在对流效应下的参数和烟雾粒子在碰撞效应下的参数,更新涡度场.本发明利用N‑S方程烟雾物理模型,通过网格扩展处理的方式,提高了仿真系统的实时性与仿真结果的高逼真性,获得了高逼真的烟雾仿真场景.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201711417538.2

• 申请日期：

  2017.12.25

• 公开/公告号：

  CN109977431A

• 公开/公告日：

  2019-07-05

• 发明人：

  赵怀慈 郝明国 王立勇 刘明第 曹飞道 吕进锋 刘鹏飞 赵洋

• 申请人：

  中国科学院沈阳自动化研究所

• 主分类号：

  G06F17/50(2006.01),G,G06,G06F,G06F17

• 分类号：

  G06F17/50(2006.01),G06T15/00(2011.01),G06T17/20(2006.01),G,G06,G06F,G06T,G06F17,G06T15,G06T17,G06F17/50,G06T15/00,G06T17/20

• 主权项：

  1.一种大场景环境下烟雾建模方法,其特征在于,包括以下过程: 步骤1:在大场景环境下建立烟雾粒子网格模型,确定烟雾粒子的初始状态参数; 步骤2:对大场景环境下的烟雾粒子施加外力,在外力作用下,计算烟雾粒子在对流效应下的参数以及计算烟雾粒子在碰撞效应下的参数; 步骤3:根据烟雾粒子的初始状态参数、烟雾粒子在对流效应下的参数和烟雾粒子在碰撞效应下的参数,更新涡度场. 2.根据权利要求1所述的大场景环境下烟雾建模方法,其特征在于:所述烟雾粒子的初始状态包括:粒子的位置、速度、方向、角速度、质量、出生时间和死亡时间. 3.根据权利要求1所述的大场景环境下烟雾建模方法,其特征在于:所述外力为: p(t+Δt)＝p(t)+u*Δt 其中:m表示烟雾粒子的质量,u(t)表示粒子的速度,p表示粒子的位置,t表示粒子的时间,F表示外力. 4.根据权利要求1所述的大场景环境下烟雾建模方法,其特征在于:所述烟雾粒子在对流效应下的参数包括涡度信息和网格信息. 5.根据权利要求4所述的大场景环境下烟雾建模方法,其特征在于:所述涡度信息通过烟雾粒子的速度信息转化,转化过程为: 其中:u为速度场;r为半径;v为体积;F为外力;ω为涡度. 6.根据权利要求4所述的大场景环境下烟雾建模方法,其特征在于:所述网格信息通过对烟雾粒子网格模型进行动态网格追踪,追踪过程为: 其中:0<ξ<1,m表示烟雾粒子的质量,u(t)表示粒子的速度,p表示粒子的位置,t表示粒子的时间,δ表示偏差. 7.根据权利要求1所述的大场景环境下烟雾建模方法,其特征在于:所述烟雾粒子在碰撞效应下的参数为烟雾粒子在碰撞后的速度,其计算过程为: h＝(θ-θ1)*q*(θ-θ1) 其中:h为碰撞后的速度,q为法线方向的速度差,(θ-θ1)为切线方向的速度差. 8.根据权利要求1所述的大场景环境下烟雾建模方法,其特征在于:所述更新涡度场包括以下过程: 其中:u为速度场;t为时间;ρ为流体密度;p为压力;μ为运动黏性系数;F为外力.