飄雪場(chǎng)景物理模型LBM風(fēng)場(chǎng)建模D3Q7晶格模型三維雪花模型

1、飄雪場(chǎng)景論文：D3Q7晶格離散三維脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)中的飄雪模擬【中文摘要】自然景觀中飄雪的模擬,可以大大提高虛擬場(chǎng)景的逼真效果。雪花形態(tài)的不規(guī)則性、運(yùn)動(dòng)的無規(guī)律性以及受環(huán)境因素影響大的特點(diǎn),使其建模方式和運(yùn)動(dòng)描述都非常困難。真實(shí)感的飄雪模擬是要讓雪花粒子真正的浸入到風(fēng)場(chǎng)中。為此,本文著重從以下幾方面進(jìn)行研究和探討。首先,分析現(xiàn)有關(guān)于空氣動(dòng)力學(xué)的文獻(xiàn),確定自然界中脈動(dòng)風(fēng)的特征,用D3Q7晶格模型改進(jìn)風(fēng)場(chǎng)的建模方法。用LBM建立風(fēng)場(chǎng)模型時(shí),人們對(duì)風(fēng)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的描述只是簡(jiǎn)單的在風(fēng)粒子的運(yùn)動(dòng)方程中引入一個(gè)或幾個(gè)外力來模擬風(fēng)粒子運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性,與風(fēng)的運(yùn)動(dòng)軌跡相差較大。而D3Q7晶格模型可以更好的描述粒子各個(gè)方向運(yùn)

2、動(dòng)的隨機(jī)性,從而更逼真的模擬風(fēng)的運(yùn)動(dòng),進(jìn)一步對(duì)浸入風(fēng)場(chǎng)中雪粒子進(jìn)行受力分析,以模擬出真實(shí)度更為逼真的飄雪場(chǎng)景。其次,對(duì)雪粒子進(jìn)行受力分析,給出其沿網(wǎng)格線的運(yùn)動(dòng)方式。通過計(jì)算得出來的雪粒子的位置和三維空間的網(wǎng)格點(diǎn)不一定完全對(duì)應(yīng),采用概率分析的方法進(jìn)行處理,保證了雪花粒子的平均位置隨預(yù)期速度流變化的同時(shí),沿著晶格線運(yùn)動(dòng)。既模擬了雪花飄動(dòng)的隨機(jī)性,又保證了雪花粒子的飄動(dòng)在宏觀上是準(zhǔn)確的。再次,采用分形畫線的方法,構(gòu)造出三維的雪花。以往的飄雪場(chǎng)景中構(gòu)造的雪花模型都是二維.【英文摘要】The simulation of snow in the natural landscape could greatl

3、y enhance the realistic effect of the virtual scene. The features, such as the irregular shape of snowflakes, the uncertain movement of the snow and the interaction with the environmental factors, determined that the approach of snow modeling and the description of the snow movement were very compli

4、cated. The premise of simulating the realistic falling snow scene is to make the snow particles immersed into the wind field. Therefore, this paper focu.【關(guān)鍵詞】飄雪場(chǎng)景 物理模型 LBM 風(fēng)場(chǎng)建模 D3Q7晶格模型 三維雪花模型【英文關(guān)鍵詞】Falling snow scene Physical Model LBM Wind-Field Modeling Lattice of D3Q7 Model of three-dimensional

5、snowflake【索購全文】聯(lián)系Q1：138113721 Q2：139938848【目錄】D3Q7晶格離散三維脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)中的飄雪模擬摘要5-7Abstract7-8第1章 緒論11-191.1 研究背景及意義11-131.2 飄雪場(chǎng)景模擬的難點(diǎn)131.3 風(fēng)場(chǎng)中飄雪場(chǎng)景模擬的研究現(xiàn)狀13-171.3.1 風(fēng)場(chǎng)建模的研究現(xiàn)狀14-151.3.2 飄雪模擬的研究現(xiàn)狀15-161.3.3 物理建模方法的研究現(xiàn)狀16-171.4 研究?jī)?nèi)容17-181.5 文章結(jié)構(gòu)18-19第2章 風(fēng)場(chǎng)中飄雪場(chǎng)景的特點(diǎn)及風(fēng)場(chǎng)建模的關(guān)鍵問題分析19-272.1 飄雪特點(diǎn)的分析19-202.2 脈動(dòng)風(fēng)的特征分析20-232

6、.2.1 脈動(dòng)風(fēng)速的定義及其特征212.2.2 湍流強(qiáng)度的定義及其決定因素21-232.2.3 地貌、地形對(duì)風(fēng)特性的影響232.3 模擬風(fēng)場(chǎng)兩種途徑優(yōu)缺點(diǎn)的剖析23-252.4 本章小結(jié)25-27第3章 風(fēng)場(chǎng)的建模方法及D3Q7 晶格模型的提出27-373.1 離散二維風(fēng)場(chǎng)的建模方法及相關(guān)參數(shù)求解27-313.2 D3Q7 晶格建立三維風(fēng)場(chǎng)模型31-343.2.1 D3Q7 晶格模型的提出31-323.2.2 D3Q7 晶格模型相關(guān)參數(shù)的求解32-333.2.3 風(fēng)粒子的加入33-343.3 邊界條件的設(shè)置34-353.4 本章小結(jié)35-37第4章 雪粒子在風(fēng)場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)分析及雪花造型37-

7、474.1 雪粒子在風(fēng)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模擬37-414.1.1 雪粒子在風(fēng)場(chǎng)中的受力分析37-384.1.2 基于概率方法對(duì)雪粒子的運(yùn)動(dòng)處理38-404.1.3 基于連續(xù)插值對(duì)雪粒子的運(yùn)動(dòng)處理40-414.2 雪粒子的造型41-434.3 利用溫度控制雪花大小和密度43-464.3.1 溫度對(duì)雪花大小的影響44-454.3.2 溫度對(duì)雪花密度的影響45-464.4 本章小結(jié)46-47第5章 脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)中飄雪場(chǎng)景模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)47-635.1 動(dòng)風(fēng)場(chǎng)中飄雪場(chǎng)景模擬系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建47-495.1.1 開發(fā)工具的簡(jiǎn)介47-495.1.2 創(chuàng)建一個(gè)空白的OpenGL 框架495.2 脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)中飄雪場(chǎng)景模擬系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)49-505.3 脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)中飄雪場(chǎng)景模擬系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)50-585.3.1 三維雪粒子的繪制及其屬性50-535.3.2 雪粒子的產(chǎn)生區(qū)域53-555.3.3 雪粒子的產(chǎn)生555.3.4 雪粒子的運(yùn)動(dòng)和消失55-565.3.5 場(chǎng)景的繪制56-585.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果