《面向非均質流體的可互動動畫》是依託北京科技大學，由班曉娟擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向非均質流體的可互動動畫
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：班曉娟
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目面向基於物理的流體動畫，提出可互動非均質流體動畫的三維建模方法。結合採礦領域膏體充填實例，解決非均質流體模擬中的非牛頓流體建模、流體-散體混合物建模、邊界條件等問題，力圖構建高效、逼真的非均質流體動畫系統。.對於含有細微雜質混合均勻的非均質流體，用非牛頓流體模型對其進行建模，通過抽象粘度張量項並擴展傳統Navier-Stokes方程建立模擬方程；對於雜質顆粒明顯的非均質流體，用流體-散體混合物模型對其進行建模，提出基於統一SPH框架的流體-散體混合物模擬方法，並進一步對散體在流體中的沉降過程進行建模；針對非均質流體與其他介質互動的複雜邊界條件問題，提出基於邊界粒子的流-固耦合方法，並解決邊界粒子採樣以及模擬算法並行化問題。針對目前動畫效果難以評價的問題，結合採礦領域膏體充填的實驗數據對非均質流體動畫模擬結果進行檢驗，驗證模擬算法準確性。
結題摘要
項目原計畫的主要內容是面向基於物理的流體動畫，提出可互動非均質流體動畫的三維建模方法，解決非均質流體模擬中的非牛頓流體建模、流體-散體混合物建模、邊界條件等問題，力圖構建高效、逼真的非均質流體動畫系統。對於含有細微雜質混合均勻的非均質流體，用非牛頓流體模型對其進行建模，通過抽象粘度張量項並擴展傳統Navier-Stokes方程建立模擬方程；對於有多種流體混合而成的非均質流體，用多相不相容流體模型對其進行建模，提出基於統一SPH框架的多相流模擬方法；針對非均質流體與其他介質互動的複雜邊界條件問題，提出基於邊界粒子的流-固耦合方法，並解決邊界粒子採樣以及模擬算法並行化問題。現已按原計畫完成上述全部研究內容。並且在研究面向非均質流體的可互動動畫的基礎上，研究了流體與流體的互動耦合，並且對氣泡等微觀流體現象展開了部分研究。
