真实感火焰模拟

针对火焰的计算机模拟难以实现真实感和实时性的问题,提出一种基于物理模型与图形处理器(GPU)通用计算相结合的火焰模拟方法.该方法首先采用半拉格朗日法求解流体方程,运用基于3D纹理的体绘制对火焰进行三维渲染.然后,根据光照和密度场将光谱转换成颜色分布来模拟火焰颜色,并在GPU上加速实现,使得真实感和实时性之间达到了平衡.     

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。     

基于物理模型的流水及波浪模拟

本文从水力学方程组出发，提出了一个基于模型的模拟流水和波浪的计算机动画方法。与以往的方法有所不同，本文通过求解不力学方程组直接得到流水的形态。利用本文的方法，通过非常方便和直观地调整方程的初始条件，可以比较真实地模拟水流及波浪的不同状态，如：激流、潮汐、涟漪、清泉等，另外还可以模拟清坝洪水及涌潮的流态。为了模拟水面上溅起的飞沫以及流水与石头碰撞后产生的水花等效果，使用了粒子系统，作为本方法的应用实     

基于 N-S 方程和纹理映射的实时火焰模拟

由于使用数学物理方法模拟火焰动画的计算量太大难以实现实时性,本文提出一种新的火焰模拟方法。该方法结合数学物理方法和粒子系统的优点,采用不可压缩的Navier-Stokes方程作为火焰模拟的物理模型,通过简化外力项的计算来提高计算速度。在渲染火焰时,提出一种新的基于纹理的火焰渲染方法来实现令人满意的火焰动画效果。实验基于OpenGL,以C＋＋编程,使用提出的方法成功实现火焰的实时模拟。     

火焰模拟方法浅谈

通过基础理论的介绍,简单地谈了火焰模拟的几种方法,并着重介绍了基于粒子系统和纹理技术的火焰模拟方法。     

基于改进的粒子系统的火焰模拟

在总结了国内外学者所建立的各种火焰模拟方法的基础上,基于粒子系统模型,对传统粒子系统的火焰模型进行了一些改进.详细讨论了改进后控制参数和函数的由来和设置,并研究了各个控制参数对于火焰效果的影响.同时,也拥有对风等外界影响因素的丰富体现力,在一定程度上克服了随机性,能够生成不同形态的火焰燃烧的情景.最后给出了一些已经实现的火焰效果.     

火焰的快速模拟

在粒子系统方法的基础上,比较了近年来的最新研究成果和实际应用方法,提出了基于纹理片的快速的火焰模拟方法.选用合适的纹理片,设置较小的透明度,以纹理叠加方式来演示燃烧的过程;给出了具体的模拟步骤,并且通过不同的设置来构造不同的燃烧场景.对比分析显示,纹理片方法在很多方面都具有一定的优势,也具有一定的扩展空间和应用前景.最后给出了实际的计算机模拟效果.     

基于粒子系统方法的三维火焰模拟

文章设计了粒子系统火焰模型,详细讨论了模型中粒子的属性及其变化,实现了具有较强真实感的颜色变化和动态摇曳等火焰特性,采用纹理映射和视线跟踪技术进行三维火焰渲染;同时,采用了层次化的编程结构,用以提供简单实用的交互性火焰模拟。最后提供了篝火、烛火、火箭尾焰以及战场火焰模拟的效果图。     

简化的NS2路由模拟策略

静态路由模拟策略中大规模网络的时间复杂度和空间复杂度较大,严重阻碍网络模拟应用,为解决这个问题,提出了一种简化的NS2路由模拟策略。该策略通过对静态路由模拟策略中的节点进行分类,使路由计算时只有路由器节点参与;地址分类器设置时,终端节点有选择的参与。实验结果表明,该策略在不影响模拟真实性的前提下,有效地降低了时间开销与存储开销,更适合大规模网络环境下复杂应用的模拟。     

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.     

基于简化的质点弹簧模型的布料模拟

首先运用质点弹簧系统建立布料的面模型,针对布料模拟中经典的质点弹簧模型效率不高的问题,提出了简化的质点弹簧模型,通过减少弹簧的数量来简化模型提高效率;为提高数值求解的计算效率,用显式欧拉法对模型进行数值求解;针对模拟过程中存在过度拉伸的问题,通过构造约束变形进行了合理解决,选用层次包围盒法对布料进行碰撞检测;最后在确保模拟的稳定性的基础上,高效.逼真的模拟出了布料.     

基于简化模型的T型微反应器设计

分析T型微反应器内流体混合程度和反应产物收率的常用方法:是建立计算流体动态模型,也就是CFD模型,可是这种模型不适用于微反应器的优化设计,因为利用CFD模型进行优化计算需要的大量的计算时间。本研究开发了一个描述T型微反应器流体流动状态的简化模型,通过假设边界条件和假设扩散系数的设定来计算微反应器内反应产物收率。其中假设边界条件用来描述强混合效果在反应通道入口处的流动状态,假设扩散系数用来描述混合效果在流动路径上的变化。本研究依据此简化模型,确立了一种优化设计方法:,用来设计具有最优尺寸的T型微反应器。优化问题的目标函数是最大反应产物收率,优化约束包括反应通道尺寸约束和操作压力约束。在求解过程中,首先建立尺寸约束边界条件下的CFD模型,然后依据CFD模型计算结果:,求解简化模型中的未知参数。将建好的简化模型作为优化问题的等式约束,最后求出最优的T型微反应器。简化模型和优化设计方法:的有效性通过一个快速平行串联反应在微反应器中的反应过程来验证。简化模型的优化设计结果:和CFD模型验证结果:高度一致。     

基于燃烧模型的微弱火焰高度检测

火焰高度是描述火焰特性、确定火焰燃烧状态的重要参数,目前多使用目测方法进行检测.微弱火焰具有亮度低、信噪比低、火焰轮廓模糊的特点,人工目测困难,常规图像分析方法检测对阈值依赖性高.为解决上述问题,在利用常规图像处理方法提取的不完整火焰边缘后,建立火焰轮廓的多参数模型,进而计算火焰高度.实验结果表明:该算法抗干扰能力强,...     

CAN通信物理层建模与仿真

针对工业上应用广泛的现场总线CAN总线的物理层数学建模与仿真问题进行了研究。分析了CAN总线物理层的一般组成结构;对CAN总线驱动器PCA82C250的工作原理进行了分析,并为其建立了数学模型;根据CAN总线物理层的工作环境特点为通信介质双绞线建立了数学模型;在驱动器和通信介质数学模型的基础上为CAN总线物理层建立了适合于仿真分析的数学模型并进行了仿真分析研究,仿真结果与理论分析一致,验证了模型的合理性与有效性。     

视频火焰检测算法研究及MATLAB仿真

本文针对视频火焰的检测算法做了改进,从提取前景目标、颜色检测中的条件判断、火焰颜色的强度变化检测到火焰面积变化,以及火焰的灰度直方图特性都做了MA-TLAB仿真,并提出一套较简洁易行的视频火焰检测算法。     

一种简化的NS2链路模型

基于离散事件模拟技术的NS2网络模拟器被广泛运用于计算机网络的研究中。传统的NS2链路模型复杂度高,导致了大规模网络模拟由于需要大量的计算时间而难以实现。为降低网络模拟所需要的计算开销,以提高网络模拟的规模以及性能,提出一种简化的NS2链路模型。与传统的NS2链路模型相比,该模型在不影响网络模拟真实性的前提下,不再在链路模型中维护分组缓存队列,并将部分离散事件采用直接计算来处理,以减少离散事件个数,降低模拟运行时间。实验表明,该模型在保证真实性的前提下,使模拟运行时间减少35%以上。     

鼓式燃气换热器简化CFD模型开发及其试验验证

针对鼓式燃气换热器(drum gas heater,DGH)建模过程中存在的化学反应复杂和冷热流耦合计算困难等问题,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术,采用k-ω湍流模型、Eddy-Dissipation模型和Discrete Ordinates辐射换热模型建立DG...     

Gray physical interference model based link scheduling algorithms

To improve the concurrent data transmission capability of wireless multi-hop networks,this paper proposes adopting a gray physical interference model instead of using the threshold physical interference model.The model allows non-ideal links to be involved in scheduling,under the premise of not affecting the quality of existing transmission links.In addition,we design two greedy algorithms to schedule more links with SINR values located in the transition region.The results show that a gray physical interference model is more accurate than a threshold physical interference one,the concurrent transmission capability of a network based on the gray physical interference model is significantly increased,and network throughput is increased by 20%.     

A Simplified Model for Generating 3D Realistic Sound in the Multimedia and Virtual Reality Systems

It is a key feature to embed 3D realistic sound effect in the future multimedia and virtual reality systems.Recent research on acoustics and psychoacoustics reveals the important cues for sound localization and sound perception.One promising approach to generate 3D realistic sound effect uses two earphones by simulating the sound waveforms from sound source to eardrum.This paper summarizes two methods for generating 3D realistic sound and points out their inherent drawbacks.To overcome these drawbacks we propose a simplified model to generate 3D realistic sound at any positions in the horizontal plane based on the results of sound perception and localization.Experimental results show that the model is correct and efficient.