基于集群的大規(guī)模水體細(xì)節(jié)模擬.pdf

1、ADissertationSubmittedtoZhejiangUniversityfortheDegreeofMasterofEngineering1—1一⑧TITLE：S重坐墜曼叢童Q墜Q￡L叢g叟旦Q亟童星墨Qf蚴ferwithRichDetailsOnClusterAuthor：Supervisor：Subject：College：SubmittedDate：March2015浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要流體模擬尤其是水場(chǎng)景的模擬在

2、三維游戲開(kāi)發(fā)、影視特效、虛擬現(xiàn)實(shí)、災(zāi)難營(yíng)救等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。水體模擬是流體模擬的一個(gè)重要分支，在目前的水場(chǎng)景模擬中，對(duì)于大規(guī)模的水體如河流、湖泊、大海的模擬存在著計(jì)算效率普遍較低及浪花、泡沫細(xì)節(jié)不夠豐富等問(wèn)題。大規(guī)模的水面場(chǎng)景，其通常滿足水平尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直尺度的條件，通過(guò)求解淺水方程能夠顯著的減少計(jì)算量，但是無(wú)法模擬垂直尺度的現(xiàn)象如破碎波、瀑布等常見(jiàn)現(xiàn)象，已有一些研究者通過(guò)采用網(wǎng)格和粒子的混合模擬方法，將高度場(chǎng)無(wú)法表示的水體轉(zhuǎn)

3、化為粒子來(lái)表示，但是存在粒子和水體的相互轉(zhuǎn)化不夠魯棒以及轉(zhuǎn)化成的粒子無(wú)法逼真的模擬浪花等問(wèn)題。本文基于網(wǎng)格和粒子的混合模擬算法，通過(guò)改進(jìn)水體轉(zhuǎn)化為粒子的規(guī)則并加入適當(dāng)?shù)南薅l件來(lái)增強(qiáng)粒子和水體相互轉(zhuǎn)化的魯棒性同時(shí)優(yōu)化產(chǎn)生粒子的算法，使得產(chǎn)生的粒子位置和數(shù)量都較為理想，能夠逼真地模擬水面細(xì)節(jié)。為了進(jìn)一步滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)大規(guī)?；蛘吒叻直媛仕w模擬的需求，本文引入了基于集群的并行計(jì)算框架，實(shí)現(xiàn)了剛體對(duì)流體的作用，并且將粒子系統(tǒng)擴(kuò)展到集群平臺(tái)，