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《基于網(wǎng)格的流體界面追蹤方法分析與改進》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、計算機與現(xiàn)代化2010年第2期JISUANJIYUXIANDAIHUA總第174期文章編號:10062475(2010)02008004基于網(wǎng)格的流體界面追蹤方法分析與改進謝安兵,汪繼文(安徽大學計算智能與信號處理教育部重點實驗室,安徽合肥230039)摘要:對于流體運動,需要去求解其自由表面,才能將其與周圍的環(huán)境分開,目前許多人都對界面追蹤進行了相關(guān)研究,并提出了許多方法,其中早期的主要有PIC法、MAC法和VOF法等。LevelSet方法可以有效地實現(xiàn)動態(tài)的界面,并且對計算機圖形學的研究起到關(guān)鍵的作用,但是LevelS
2、et方法對界面的尖角部分會有較強的抹平效應(yīng)。ParticleLevelSet方法是在LevelSet方法的基礎(chǔ)上,在界面附近引入示蹤粒子,從而可以彌補這一缺陷。本文分別介紹這幾種方法,并提出一些改進與幾種方法的綜合應(yīng)用。關(guān)鍵詞:LevelSet;ParticleLevelSet;界面追蹤中圖分類號:TP393文獻標識碼:Ado:i10.3969/.jissn.10062475.2010.02.022AnalysisandImprovementofFluidFronttracingMethodBasedonGridX
3、IEAnbing,WANGJiwen(MinistryofEducationKeyLaboratoryofIntelligentComputing&SignalProcessing,AnhuiUniv,Hefei230039,China)Abstract:Forfluidmovement,weneedtosolvethefreesurfacewhichcanbeseparatedwiththeirsurroundingenvironment,manypeoplecarryoutsomestudiesontheinterfac
4、etracking,andputforwardmanymethods,whicharemainlyPICmethod,MACmethodandVOFmethodearly.LevelSetmethodisveryeffectiveforrepresentingdynamicsurfacesandiscrucialtorecentresearchwithincomputergraphics.However,itsmearsoutthesharpinterface.ParticleLevelSetmethodisputforward
5、baseontheLevelSetmethod,thenplacessomeparticlesnearthesurface,soitcanremedythisdefault.Thepaperintroducesthesemethodsrespectively,thenputsforwardsomeimprovementsandtheapplicationofthesemethodscombinedtogether.Keywords:LevelSet;ParticleLevelSet;fronttracing面的尖角部分產(chǎn)生抹圓效
6、應(yīng)。2002年DouglasAright0引言提出了ParticleLevelSet方法,該方法能夠彌補Level[5]在計算機動畫模擬領(lǐng)域中,流體這種不規(guī)則物體Set方法的缺陷。的模擬越來越成為計算機圖形學中最具挑戰(zhàn)性的研1基于網(wǎng)格的幾種方法介紹究方向之一,它們的模擬在計算機游戲、影視、廣告、數(shù)值計算網(wǎng)格可分為不隨流體運動而改變形狀視景仿真等各種領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。對的歐拉網(wǎng)格和隨流體運動改變形狀的拉格朗日網(wǎng)格于流體運動,需要去求解其自由表面,才能將其與周兩類。歐拉網(wǎng)格劃分較簡單,但在用于具有自由表面圍的環(huán)境分開,
7、自由界面位置的精確與否直接影響主流體運動數(shù)值計算中需要對自由表面位置進行適時場各物理量計算結(jié)果的精度。目前許多人都對界面追蹤;拉格朗日網(wǎng)格雖然無需進行自由表面追蹤,但追蹤進行了相關(guān)研究,并提出了許多基于網(wǎng)格的方[1]需要在計算過程中隨時調(diào)整計算網(wǎng)格,以適應(yīng)流體自法,其中早期的有PIC(ParticleInCell)法、MAC[2]由表面形狀,額外增加了計算量,并且在流體變形劇(MarkerAndCell)法和VOF(VolumeOfFluid)[3][4]烈處還會出現(xiàn)網(wǎng)格失效現(xiàn)象。下面介紹幾種基于網(wǎng)法等。1988年Os
8、her等人提出LevelSet方法,格的流體界面追蹤的方法。在許多復雜的界面追蹤問題中得到成功,這方面似乎1.1ParticleinCell方法成為當前界面追蹤的主流方向,但是這種方法會對界[1]PIC法是Harlow提出的一種用歐拉矩形網(wǎng)格收稿日
