基于SPH与shape matching混合模型的动态流固交互仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SPH与shape matching混合模型的动态流固交互仿真方法，涉及基于物理的流固交互仿真技术领域，对动态流固交互仿真场景中的固体粒子集和流体粒子集进行归一化处理，除去了不同粒子集之间的邻域搜索，并对合并后的固体位形变化计算进行了优化，适用于多种SPH方法，同时保证了仿真的精度和稳定性，绘制结果显示可高效、清晰、准确地表现流体和固体的动力学特性。

Dynamic fluid solid interaction simulation method based on hybrid model of SPH and shape matching

【技术实现步骤摘要】
基于SPH与shapematching混合模型的动态流固交互仿真方法
本专利技术涉及基于物理的流固交互仿真
，具体涉及一种基于光滑粒子流体动力学(SmoothedParticleHydrodynamics,SPH)与形状匹配算法(shapematching)混合模型的动态流固交互仿真方法。
技术介绍
目前，在科研和工程领域中，动态流固交互仿真的研究和应用非常广泛，但是由于现有硬件水平的限制和仿真算法的局限性，对流体和固体的快速高效仿真还存在着提升精确度、提高效率、减少计算量等方面的需求，如何能有效地进行流体与周围物体间的交互，实现高效且灵活的仿真仍是计算机图形学研究中的一个重要问题。AkinciN和IhmsenM等人在文献《Versatilerigid-fluidcouplingforincompressibleSPH》中提出的流固耦合处理方法，对固体边界采样，将邻域搜索的粒子集分为流体粒子集和固体粒子集，在仿真步骤中进行流体粒子对流体粒子的邻域搜索和流体粒子对边界固体粒子的邻域搜索，通过流体粒子对边界固体粒子的邻域搜索可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SPH与shape matching混合模型的动态流固交互仿真方法，其特征在于，包括以下五个步骤：/n步骤(1)：将三维模型的obj格式文件通过泊松分布采样转换方法处理，得到带质量和位置信息的固体粒子集；/n步骤(2)：在流体粒子集内添加步骤(1)得到的固体粒子集内包含的位置信息，增加的固体位置信息标记为1，原有的流体粒子位置信息标记为0，并删除固体粒子集，场景中只保留修改后的唯一的混合流固粒子集，并对此粒子集内进行邻域搜索得到粒子的邻居信息；/n步骤(3)：根据步骤(2)得到的混合流固粒子集以及粒子的邻居信息，基于光滑粒子流体动力学SPH方法，计算每个粒子的密度值、外力值、压强力...

【技术特征摘要】
1.一种基于SPH与shapematching混合模型的动态流固交互仿真方法，其特征在于，包括以下五个步骤：
步骤(1)：将三维模型的obj格式文件通过泊松分布采样转换方法处理，得到带质量和位置信息的固体粒子集；
步骤(2)：在流体粒子集内添加步骤(1)得到的固体粒子集内包含的位置信息，增加的固体位置信息标记为1，原有的流体粒子位置信息标记为0，并删除固体粒子集，场景中只保留修改后的唯一的混合流固粒子集，并对此粒子集内进行邻域搜索得到粒子的邻居信息；
步骤(3)：根据步骤(2)得到的混合流固粒子集以及粒子的邻居信息，基于光滑粒子流体动力学SPH方法，计算每个粒子的密度值、外力值、压强力、速度；更新流体粒子的速度和位置，同时更新固体粒子的速度vi；
步骤(4)：基于步骤(3)得到的固体粒子速度，通过shapematching形状匹配算法，对固体整体性加以限制，计算并更新固体粒子位置；
步骤(5)、重复步骤(3)-(4)，直到仿真过程结束，最终完成对流固交互中流体运动变化和固体位形变化的仿真计算。


2.根据权利要求1所述的基于SPH与shapematching混合模型的动态流固交互仿真方法，其特征在于：所述步骤(2)中，对粒子集内进行邻域搜索的过程是：...

【专利技术属性】
技术研发人员：高阳，李瑾，郝爱民，李帅，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11