织物仿真模型的建立方法、系统、存储介质及电子设备技术方案

本发明专利技术提供了织物仿真模型的建立方法、系统、存储介质及电子设备，其方法包括：获取初始时刻的织物曲面，将织物曲面根据材料属性的不同离散成大小不同的四边形网格面片；分析各个四边形网格面片的重心的初始坐标；根据初始坐标计算初始黎曼度规张量和初始黎曼曲率张量；以初始时刻为起始，依次根据当前时刻的黎曼度规张量和黎曼曲率张量计算内部变形能量，结合受力分析，计算下一时刻的重心的坐标位置；根据坐标位置建立织物仿真运动模型。本发明专利技术将织物放在弯曲的黎曼流形空间中进行研究，发明专利技术成果采用非欧几何理论可以完善现有的织物建模理论和方法，弥补欧氏空间中织物建模复杂、收敛速度慢、稳定性差、仿真效果不佳等不足。

【技术实现步骤摘要】
织物仿真模型的建立方法、系统、存储介质及电子设备
本专利技术涉及织物仿真
，尤指织物仿真模型的建立方法、系统、存储介质及电子设备。
技术介绍
目前研究织物模型与仿真的方法通常分为三种：几何方法、物理方法和混合方法。基于几何建模的织物仿真技术仅仅注重织物的外在表现形式，更像是一种高级的绘图工具，其优点在于模拟速度快；基于物理建模的方法研究近年来已占据了主导地位，按仿真织物结构的方式又可分为：离散模型，包括弹簧--质点模型、网格模型、粒子模型；连续模型，包括弹性变型模型、空气动力学模型、有限元模型等；基于混合建模的方法采用几何建模方法来建模，在仿真过程中考虑织物的物理属性，兼顾仿真速度和仿真的真实感，但仿真效果仍不尽人意。现有的研究都是依赖于在欧式空间中建立的织物模型，即在欧式空间中对不同织物仿真模型或方法的改进，从仿真的响应速度或效果方面作出了一些改进，但依然存在着建模复杂，计算量大以及仿真效果难尽人意等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供织物仿真模型的建立方法、系统、存储介质及电子设备，实现将织物放在弯曲的黎曼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.织物仿真模型的建立方法，其特征在于，包括：/n获取黎曼流形空间中初始时刻的织物曲面，将所述织物曲面离散成若干个四边形网格面片，将所有的四边形网格面片等效为离散单元进行分析处理；/n分析各个四边形网格面片的重心，获取所述重心的初始坐标；/n根据所述初始坐标计算初始时刻各个四边形网格面片的初始黎曼度规张量和初始黎曼曲率张量；/n以初始时刻为起始，依次根据当前时刻的黎曼度规张量和当前时刻的黎曼曲率张量计算当前时刻的各个四边形网格面片的内部变形能量，结合当前时刻的四边形网格面片的受力分析和所述内部变形能量，计算下一时刻的各个四边形网格面片的重心的坐标位置，所述下一时刻与当前时刻相差一个预设的时间步...

【技术特征摘要】
1.织物仿真模型的建立方法，其特征在于，包括：
获取黎曼流形空间中初始时刻的织物曲面，将所述织物曲面离散成若干个四边形网格面片，将所有的四边形网格面片等效为离散单元进行分析处理；
分析各个四边形网格面片的重心，获取所述重心的初始坐标；
根据所述初始坐标计算初始时刻各个四边形网格面片的初始黎曼度规张量和初始黎曼曲率张量；
以初始时刻为起始，依次根据当前时刻的黎曼度规张量和当前时刻的黎曼曲率张量计算当前时刻的各个四边形网格面片的内部变形能量，结合当前时刻的四边形网格面片的受力分析和所述内部变形能量，计算下一时刻的各个四边形网格面片的重心的坐标位置，所述下一时刻与当前时刻相差一个预设的时间步长；
根据所述坐标位置建立织物仿真运动模型。


2.根据权利要求1所述的织物仿真模型的建立方法，其特征在于，根据当前时刻的黎曼度规张量和当前时刻的黎曼曲率张量计算当前时刻的各个四边形网格面片的内部变形能量，结合当前时刻的四边形网格面片的受力分析和所述内部变形能量，计算下一时刻的各个四边形网格面片的重心的坐标位置具体包括：
获取任意一个四边形网格面片当前时刻的重心的瞬时向量；
根据所述瞬时向量计算所述任意一个四边形网格面片在当前时刻的黎曼度规张量和当前时刻的黎曼曲率张量；
根据所述初始黎曼度规张量、初始黎曼曲率张量、当前时刻的黎曼度规张量和当前时刻的黎曼曲率张量计算当前时刻的各个四边形网格面片的内部变形能量；
结合四边形网格面片的受力分析和所述内部变形能量计算下一时刻的坐标位置。


3.根据权利要求2所述的织物仿真模型的建立方法，其特征在于，根据所述当前时刻的黎曼度规张量和当前时刻的黎曼曲率张量计算当前时刻的各个四边形网格面片的内部变形能量具体包括：
定义所述任意一个四边形网格面片的区域为Ω，Ω＝{(l1，l2)∈R2}，定义重心的瞬时向量为
根据所述初始黎曼度规张量和当前时刻的黎曼度规张量计算当前时刻的拉伸剪切能量，其中，为当前时刻的拉伸剪切能量，Gt为当前时刻的黎曼度规张量，G0为初始黎曼度规张量，Ewp和Ewt分别为织物在经、纬方向上的杨氏模量，H为刚度模量，为矩阵ws加权后的度量张量变分的希尔伯特-施密特范数；
根据所述初始黎曼曲率张量和当前时刻的黎曼曲率张量计算当前时刻的弯曲能量，其中，为当前时刻的弯曲能量，Rt为当前时刻的曲率张量，R0为初始黎曼曲率张量，Rfwp和Rfwt分别为织物在经、纬方向上的抗弯刚度，为矩阵wb加权后的曲率张量变分的希尔伯特-施密特范数；
根据所述拉伸剪切能量和所述弯曲能量计算所述内部变形能量


4.根据权利要求3所述的织物仿真模型的建立方法，其特征在于，结合四边形网格面片的受力分析和所述内部变形能量计算下一时刻的坐标位置具体包括：
根据所述内部变形能量计算四边形网格面片的弹性内力
计算惯性内力粘滞阻尼力织物重力以及空气阻力其中，ρ为织物密度，μ为阻尼系数；
根据第一动力学原理，得到反映织物运动的动态方程，
根据所述动态方程计算下一时刻的坐标位置。


5.织物仿真模型的建立系统，其特征在于，包括：
离散模块，获取黎曼流形空间中初始时刻的织物曲面，将所述织物曲面离散成若干个四边形网格面片，将所有的四边形网格面片等效为离散单元进行分析处理；
重心计算模块，分析所述离散模块得到的各个四边形网格面片的重心，获取所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡新荣，李双双，彭涛，吴晓堃，刘军平，余峰，蔡浩，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42