基于涡粒子的真实感烟雾快速模拟

摘要：

基于物理的流体模拟方法通过数值求解流体的控制方程可获得逼真的模拟结果,但求解中易产生数值耗散造成流体细节丢失.本文提出采用涡粒子模拟流体,通过求解涡度形式的流体控制方程获得涡度场,再将涡度场转换为不可压的速度场,可降低对流数值耗散,自动保证速度场散度为零,因而能够保持更丰富的流体细节.针对算法在涡度转换为速度时需求解泊松方程的性能瓶颈,基于图形处理器(GPU)设计并实现了一个高效的预条件共轭梯度法求解方程,比现有求解器加速超过10倍.实验结果表明,与现有方法相比,本文算法能够获得真实感更强的流体模拟效果,且模拟速度显著提升.

关键词：烟雾模拟、涡粒子方法、预条件共轭梯度、泊松方程、图形处理器

所属期刊栏目：36

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61502109,61672502,61702112;广东省自然科学基金资助项目2016A030310342;广东省信息物理融合系统重点实验室开放课题2016B030301008;NSFC-广东联合基金资助项目U1501254;广东省科技计划项目2016A040403078,2017B010110015,2017B010110007;广州市珠江科技新星201610010101;广州市科技计划项目201604016075

在线出版日期：2019-05-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：25-31