一种基于物理的油水混合现象可视化仿真方法技术

本发明专利技术涉及一种基于物理的油水混合现象可视化仿真方法。方法包括：首先，基于粒子表示的流体仿真方法的粒子表示对不同种类的流体进行统一建模表示，将油和水两种液体从本质上抽象为不可融合的两种流体；然后，对所有模型中的粒子运用流体动力学方程进行求解；最后，应用基于点位置方法的约束条件对不可融合的流体进行约束，以控制油水两种液体的形变与运动，并通过修正边界条件保证仿真的数值稳定和正确性。本发明专利技术利用统一的粒子模型进行整体建模，用点位置信息约束不可融流体的形变与多相流的交互，从而降低了多相流耦合仿真的计算量，提高了计算效率。

A visual simulation method of oil-water mixing based on Physics

【技术实现步骤摘要】
一种基于物理的油水混合现象可视化仿真方法
本专利技术涉及计算机动画的流体仿真
，具体地说是一种基于物理的可视化不可融合多相流流体仿真方法，在本专利技术中特指油水混合现象的动力学仿真。
技术介绍
近二十年来，物理仿真领域内越来越多的研究人员把目光投向了复杂流体现象的建模，其中，基于真实物理规则的流体仿真在计算机动画制作中被广泛的研究。一些关于多相流体交互仿真的方法相继被提出，包括多相流体的融合与分离仿真，不可融多相流的交互仿真，不同密度流体的分层现象等等。然后，由于多相流仿真相对于单相流体仿真更加复杂，计算量和计算复杂度都远大于单向流体仿真，因此在计算效率、算法稳定性上仍有很大的研究空间。基于物理的多相流仿真方法根据求解域的不同，主要分为两类方法：基于网格思想的欧拉方法和基于粒子思想的拉格朗日方法。拉格朗日方法中的光滑粒子流体动力学方法(SmoothedParticleHydrodynamics，SPH)十分出名，多用于流体的细节彰显和模拟小规模流体，由于流体细节的精细刻画、流体仿真的速度和流体仿真规模这三者具有不可调和的矛盾，在进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物理的油水混合现象可视化仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)在初始化仿真场景时，将油、水两种液体粒子分别赋予不同的种类标记，即为每个流体粒子增加一项布尔属性，这个布尔值标记粒子所属的流体种类为油或水，用以在仿真过程中区分不同种类的流体粒子；/n(2)对所有的油、水流体粒子，运用基于粒子的流体动力学公式方法求解流体粒子的运动，得到粒子的位置、速度属性；/n(3)选取两种粒子中粒子数量最多的一种流体作为基础流体，另外一种流体粒子作为不可融合流体，也称不可融流体；/n(4)针对不可融流体粒子，运用形状匹配方法对不可融流体的形态和运动方式进行约束，得到不可融流体的整体形状、速度属...

【技术特征摘要】
1.一种基于物理的油水混合现象可视化仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在初始化仿真场景时，将油、水两种液体粒子分别赋予不同的种类标记，即为每个流体粒子增加一项布尔属性，这个布尔值标记粒子所属的流体种类为油或水，用以在仿真过程中区分不同种类的流体粒子；
(2)对所有的油、水流体粒子，运用基于粒子的流体动力学公式方法求解流体粒子的运动，得到粒子的位置、速度属性；
(3)选取两种粒子中粒子数量最多的一种流体作为基础流体，另外一种流体粒子作为不可融合流体，也称不可融流体；
(4)针对不可融流体粒子，运用形状匹配方法对不可融流体的形态和运动方式进行约束，得到不可融流体的整体形状、速度属性；
(5)在上述约束的基础上，为了实现油、水两相流体之间的正确交互，对不可融流体的边界条件进行修正。


2.根据权利要求1所述的一种基于物理的油水混合现象可视化仿真方法，其特征在于：所述步骤(3)中，选取两种粒子中粒子数量最多的一种流体作为基础流体的过程为：根据步骤(1)中赋予流体粒子的流体种类布尔值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高阳，李帅，郝爱民，秦洪，
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