【技术实现步骤摘要】
本公开实施例涉及计算机仿真，更具体地，涉及一种空间自适应流体仿真方法、一种设备和一种存储介质。
技术介绍
1、在虚拟环境中与自然现象的自由交互可以增强虚拟现实系统中的用户体验。目前，空间自适应流体仿真方法可以通过在不同区域使用不同的分辨率来提高仿真效率，并保证关键区域具有足够的计算精度。该仿真方法主要包括最优分辨率计算和分辨率自适应调整两个步骤。在对应拉格朗日仿真方法中，分辨率自适应调整可以通过质量调整实现，即，粒子分裂、合并与质量重分配三个操作实现。然而，多尺度离散化与粒子分裂、合并等过程使得这类方法存在密度误差的积累，严重时会导致仿真不稳定，进而难以在提高仿真效率的同时，保证流体的高仿真度。
技术实现思路
1、本公开实施例的一个目的是提供一种空间自适应流体仿真的新的技术方案，以实现在高效仿真动态流体的同时，以高保真度提供充分的流体细节。
2、根据本公开的第一方面，提供了一种空间自适应流体仿真方法，该方法包括：
3、根据流场中粒子的质量比率，进行对应的自适应调整；其中，所述粒子的质量比率为所述流场中粒子的真实质量值与最优质量值的比值；
4、根据所述自适应调整后调整对象的质量，计算所述调整对象的理论支持半径；其中，所述调整对象为所述流场中粒子在自适应调整过程中所作用的对象；
5、根据所述调整对象的理论支持半径、所述自适应调整前后的粒子的物理属性，计算所述调整对象的优化支持半径；
6、根据多次记录的流场中粒子的物理属性和对应
7、可选地，所述自适应调整的类型包括粒子分裂、粒子合并和粒子质量重分配中的至少一种。
8、可选地，所述根据流场中粒子的质量比率，进行对应的自适应调整包括：
9、在所述流场中粒子的质量比率大于第四阈值的情况下，对所述粒子进行分裂；
10、在所述流场中粒子的质量比率大于或者等于第二阈值，且小于第三阈值的情况下，保持所述粒子不变；
11、在所述流场中粒子的质量比率大于或者等于所述第三阈值，且小于或者等于所述第四阈值，或者，大于或者等于第一阈值，且小于所述第二阈值的情况下，对所述粒子进行质量重分配；
12、在所述流场中粒子的质量比率小于所述第一阈值，或者，大于或者等于第一阈值，且小于所述第二阈值的情况下，对所述粒子进行合并。
13、可选地，所述自适应调整包括粒子分裂，所述自适应调整后调整对象的质量为流场中待分裂粒子分裂后生成的子粒子的质量；
14、或者，所述自适应调整包括粒子合并，所述自适应调整后调整对象的质量为流场中粒子合并后调整对象的质量；
15、或者，所述自适应调整包括粒子质量重分配，所述自适应调整后调整对象的质量为流场中粒子质量重分配后调整对象的质量。
16、可选地，所述根据所述调整对象的理论支持半径、所述自适应调整前后的粒子的物理属性，计算所述调整对象的优化支持半径，包括：
17、根据所述理论支持半径和所述自适应调整前的粒子的物理属性，确定所述流场中粒子自适应调整前的第一密度；
18、以第一支持半径和第二支持半径为未知参数，根据所述自适应调整后粒子的物理属性，构建所述流场中粒子自适应调整后的第二密度的表达式；
19、在所述第一密度和所述第二密度相等的情况下，将所述理论支持半径作为所述第一支持半径，并根据所述第一支持半径和所述第一密度，得到第二支持半径；
20、在所述第二支持半径与所述第一支持半径的变化比小于或者等于变化阈值的情况下，将所述第二支持半径作为所述优化支持半径。
21、可选地，所述方法还包括：
22、在所述第二支持半径与所述第一支持半径的变化比大于变化阈值的情况下，将所述第二支持半径作为更新后的第一支持半径，根据更新后的第一支持半径和所述第一密度，得到更新后的第二支持半径。
23、可选地，所述方法还包括：
24、在更新后的第二支持半径与本次更新前的第二支持半径的变化比小于或者等于变化阈值的情况下，将更新后的第二支持半径作为优化支持半径；
25、或者，
26、在更新次数大于次数阈值的情况下，将当前更新次数对应的第二支持半径作为优化支持半径。
27、可选地，所述第一密度包括：原始粒子的密度影响值、原始调整对象的密度影响值和所述理论支持半径区域内的邻居粒子的密度影响值中的至少一项。
28、可选地，所述第二密度包括调整对象在自适应调整后的密度影响值、原始粒子自适应调整后剩余质量的密度影响值、所述第一支持半径区域内邻居粒子的密度影响值中的至少一项。
29、根据本公开的第二方面，还提供了一种空间自适应流体仿真设备，该设备包括：
30、自适应调整模块，用于根据所述流场中粒子的质量比率，进行对应的自适应调整；其中，所述粒子的质量比率为所述流场中粒子的真实质量值与最优质量值的比值；
31、理论支持半径计算模块，用于根据所述自适应调整后调整对象的质量，计算所述调整对象的理论支持半径；其中，所述调整对象为所述流场中粒子在自适应调整过程中所作用的对象；
32、支持半径优化模块，用于根据所述调整对象的理论支持半径、所述自适应调整前后的粒子的物理属性，计算所述调整对象的优化支持半径；
33、动画生成模块，用于根据多次记录的流场中粒子的物理属性和对应的优化支持半径，生成关于流体动作的动画。
34、根据本公开的第三方面，还提供了一种空间自适应流体仿真设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现根据本公开第一方面所述的方法。
35、根据本公开的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据本公开的第一方面所述的方法。
36、本公开实施例的一个有益效果在于，在本公开实施例的流体仿真方法中，通过根据粒子的质量比率对流场中粒子进行自适应调整，通过自适应调整前后的粒子的物理属性，计算自适应调整前后的优化支持半径，进而通过优化支持半径和粒子的物理属性，生成关于流体动作的动画，可以实现对自适应调整前后的密度误差校正，提高仿真的稳定性，从而可以在提高仿真效率的同时，保证流体的高仿真度。
37、通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开实施例的其它特征及其优点将会变得清楚。
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1.一种空间自适应流体仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应调整的类型包括粒子分裂、粒子合并和粒子质量重分配中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据流场中粒子的质量比率，进行对应的自适应调整包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应调整包括粒子分裂，所述自适应调整后调整对象的质量为流场中待分裂粒子分裂后生成的子粒子的质量；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述调整对象的理论支持半径、所述自适应调整前后的粒子的物理属性，计算所述调整对象的优化支持半径，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一密度包括：原始粒子的密度影响值、原始调整对象的密度影响值和所述理论支持半径区域内的邻居粒子的密度影响值中的至少一项。
9.根据权利要求5至7中任一项
10.一种空间自适应流体仿真设备，包括：
11.一种空间自适应流体仿真设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序用于控制所述处理器进行操作以执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种空间自适应流体仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应调整的类型包括粒子分裂、粒子合并和粒子质量重分配中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据流场中粒子的质量比率，进行对应的自适应调整包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应调整包括粒子分裂，所述自适应调整后调整对象的质量为流场中待分裂粒子分裂后生成的子粒子的质量；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述调整对象的理论支持半径、所述自适应调整前后的粒子的物理属性，计算所述调整对象的优化支持半径，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘斯诺，曾浩恺，班晓娟，张雅斓，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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