自然燃烧火焰的快速仿真

从自然燃烧的火焰的现象出发,采用面向对象的方法,提出了一种基于粒子系统的自然燃烧的火焰的快速数值模拟算法.首先,讨论了形成火焰燃烧的动态场景图像的基本原理,给出了火焰图像与背景图融合的算法,并建立了用于火焰仿真的两种火焰颜色模型.然后,建立了用于火焰仿真的火焰粒子、火苗与火焰系统的面向对象模型,给出了各对象的燃烧行为的快速模拟方法.接着,对实现动感火焰的方法进行了讨论,指出了算法.最后给出了通过该文算法进行模拟实验的效果图.该算法准确度较高,速度快,效果较好.     

液固交互过程中固体破碎现象的实时模拟

提出一种适用于液固交互过程中的固体破碎模拟方法.针对传统液固交互边界处理算法复杂,难以实时模拟固体破碎的缺陷,本文基于SPH算法,提出对液体与固体使用统一的粒子表示,将预测校正方案应用于处理液固交互过程中固体之间的碰撞问题,从而将固体破碎过程简化为固体碎片边界粒子生成的过程,并使用形状匹配算法对固体碎片进行形状约束.实验结果证明,采用文中方法能够实时模拟出液固交互过程中,细节丰富的固体破碎现象,效果真实.     

基于视频序列的火焰模拟

在现有火焰模拟方法的基础上,提出了基于视频序列的火焰模拟方法.该方法首先用火焰视频帧图像提取火焰边界,然后用提取出来的边界对火焰形状建模,并在相邻模型间进行线性插值,获得火焰燃烧过程的形状变化3D动态模型,最后用粒子系统模拟,给出了具体的模拟步骤和实际的模拟效果.     

一种风场作用下粒子系统火焰的动态模拟

为了真实地模拟火焰在风中摇曳的动态效果,提出一种新的风场作用下粒子系统火焰的动态模拟方法。该方法将风场视为一个包含全域和区域两种类型风场的随机风场,利用Perlin噪音函数生成给定条件下的风速矢量场;进而通过风场影响范围的判定,采用动力学方程实时计算风力作用下火焰粒子的速度和位置,最终实现不同风场作用下火焰的动态模拟。实验结果表明,该方法不仅能绘制出风场中火焰随风摇曳的逼真效果,同时对模拟的实时性有很好的支持。     

基于数字图像处理的燃气锅炉火焰检测算法

为了保证燃气锅炉安全稳定的燃烧,必须有效、可靠地对其进行火焰检测。传统锅炉火焰检测的难点在于很难精确地将火焰燃烧背景和目标火焰有效区分出来,为了克服这一缺陷,提出了一套完整的基于数字图像处理的燃气锅炉火焰检测算法：蚁群算法与小波变换结合,对运动的火焰进行识别,将火焰图像从背景中完整的分割出来。运用中值滤波的方法对图像中包含的大量噪声进行滤除,通过灰度变换对图像进行增强,从而有效准确地获取燃烧火焰信息。     

基于模拟退火遗传算法的炉膛火焰图像分割

煤粉锅炉的燃烧过程是一个复杂而不稳定的悬浮燃烧过程,所以炉膛火焰图像的分割是存在一定的困难.本文介绍了遗传算法的基本原理,并结合OTSU最优阈值图像分割方法,提出了一种利用遗传算法进行图像分割的算法.同时,为了提高算法的运行性能,本文使用模拟退火方法对原算法进行了改进,并得到了更好的应用效果.     

云层运动的线性仿真

文中对空中云层的模型进行了充分的分析,运用马赛克算法将云模型结构柱子化.提出了一种基于线性插值原理的算法,将空中对云层运动产生影响的风层密集化,模拟了线性化以后各风层的风速和风向对云模型柱子运动方式的影响.在实时环境下,将粒子整合,投影到二维平面坐标系中,较为真实地反映了云的形状和运动方式的改变.该仿真算法运行效率高,仿真效果好.实践证明将该模拟过程应用于相关大型模拟仿真系统有着很好的效果.     

基于Level-Set的火焰动画生成方法研究

火焰动画在影视、动漫、游戏等领域有着广泛的应用,而逼真模拟细节丰富的多形态火焰动画一直是图形学研究领域的难点.以Level-Set曲面变形为基础,提出了将目标形态、路径约束和燃烧传播相结合的火焰蓝芯曲面演化模型,以此模拟沿路径的火焰蔓延、移动燃烧物等现象.并针对目前模拟中火焰细节不足的问题,引入修正的MacCormack高阶对流求解器;同时,采用烟密度演化曲线模拟燃烧过程中的烟雾生成,进一步提高火焰真实感.实验结果表明该方法能逼真模拟沿路径的火焰蔓延、移动燃烧物以及其他多形态且细节丰富的火焰动画.     

物体燃烧模拟方法的研究

物体燃烧是个极其复杂的过程,物体的种类不同,燃烧时的具体变化也不尽相同.简要介绍火焰和烟雾的生成模拟方法;重点研究近年来木棒、纸张等固体物体燃烧模拟的方法,侧重于物体自身在燃烧过程中的变化特点和真实过程;比较各种方法的优势及其特点;关注未来的研究工作需要重点加以关切的几个方面;介绍今后需要进一步努力和完善的一些工作思路.     

基于物理模型的三维火焰实时渲染

火焰等无规则物体的模拟近年来成为计算机图形学中的一个研究热点。传统的基于粒子和纹理技术生成的火焰,并不能真实地反映物体的运动过程,生成的火焰效果图具有随机和生硬的特点。为了解决火焰模拟过程中难以实现的实时性和真实感的问题,文中采用一种基于物理模型的火焰实时渲染方法,应用有限差分法求解Navier-Stokes方程,采用半拉格朗日法求解平流项,扩散方程则利用隐式迭代方法进行求解,利用GPU强大的并行计算能力对求解过程进行加速,利用光线投射算法对火焰进行渲染,最后生成了逼真的火焰图像。实验结果表明该方法实现简单,渲染速度快,显示的效果真实。