实时爆炸效果的真实感模拟

文中给出了一个利用粒子系统模拟爆炸效果的实时生成算法。爆炸时产生许多大小不一的碎片 ,用粒子系统来模拟这些碎片时 ,考虑到图像的绘制和实时动态效果 ,采用了两级粒子的方法 ,并利用OpenGL编程实现 ,得到了比较真实的三维效果。     

基于粒子系统的陨石爆炸模拟

陨石爆炸效果可以大大增强虚拟现实系统的沉浸感,对陨石爆炸模拟在计算机游戏、影视、视景仿真系统中有着广泛的应用.粒子系统是模拟陨石爆炸的一种有效方法,目前还没有基于粒子系统的陨石爆炸模拟方法.文中给出了一种基于粒子系统的陨石爆炸模拟方法.基本思想是运用匀加速运动实现陨石粒子的运动轨迹,并采用OpenGL中的纹理映射和色彩融合技术绘制陨石粒子.运用VC++6.0和OpenGL开发工具实现了陨石爆炸的模拟.实验表明该方法实现简单,模拟的陨石爆炸效果满足实时性和逼真性的要求.     

基于质点网格法的爆炸景象模拟算法

本文首先阐述了质点网格法，然后基于质点网格法的爆炸景象模拟算法进行了详细地研究，采用本算法可快速生成形象逼真的爆炸景象。     

基于LS-DYNA的爆炸流场荷载的数值模拟研究

随着微型计算机计算能力的提高以及数值方法和商业软件的推动,基于有限元方法的数值模拟在科学和工程研究中得到广泛应用,一些复杂的物理问题可以容易地进行数值模拟研究。介绍了在微型机上基于LS-DYNA软件分别使用普通ALE方法和ALE映射方法模拟限制空间内爆炸波流场荷载的方法,并对结果进行了比较分析。研究表明,爆炸波传播及荷载可以在微型机上进行有效模拟;ALE网格映射方法对于普通ALE方法是一种改进,可以降低结果对网格的敏感性。     

基于粒子系统的爆炸烟雾模拟

粒子系统是3D技术中模拟烟雾的一种常用方法。本文针对爆炸烟雾的运动方式,通过控制烟雾粒子大小及其运动速度方向以模拟烟雾扩散膨胀,采用粒子法线旋转及粒子采样纹理时顶点旋转来模拟烟雾翻滚效果,通过Alpha混合技术及将粒子四边形转化为球面方法来实现烟雾粒子的绘制过程,使用较少粒子数模拟出较逼真的爆炸烟雾扩散效果。实验表明该方法具有较好的实时性。     

用粒子系统理论模拟虚拟场景中的火焰和爆炸过程

文章首先介绍了粒子系统的一般原理,然后分析了用粒子系统模拟火焰和爆炸过程的模型和特点,并提出了一些提高算法实时性的加速技巧。     

爆炸冲击波对桥梁毁伤的实时模拟

文章介绍了一种模拟爆炸冲击波对桥梁毁伤过程的方法。该方法用3DMAX建立桥梁的表面模型并用VRML格式保存，然后使用Delaunay三角剖分算法对表面模型进行三角剖分，并构造出一种由三菱柱组成的三维实体模型来模拟桥梁的断裂及碎片的产生和运动，文中采用了简单的冲击波－球形冲击波，结合随机函数求解各碎片的初始速度，计算出每帧内各碎片的位置，最后生成桥梁毁伤的动画效果，该方法能逼真地表现出桥梁受冲击波毁的效果，并能满足虚拟战场的实时性要求。     

爆炸环境气体测试防护结构的数值模拟

现代武器试验过程中常涉及到危险性较高的爆炸环境,而在爆炸场进行气体测试的难度大、准确性低,故通常采用防护结构来减弱爆炸冲击波的影响。为了进一步探究防护结构对冲击波测试的有效性,采用2D-Euler算法进行数值模拟,对不同防护结构条件下的爆炸冲击波进行计算和分析。通过改变防护结构的开孔大小、个数和挡板厚度来研究这些参数对防护结构的效果和冲击波测试的影响。结果表明：仿真最优防护结构气体扩散面积为空爆环境的81.73%,超压值降低了61.27%,于传感器面的超压峰值为698.5 kPa,较设定传感器所能承受的阈值小30.15%,比单因素仿真最优防护结构的超压峰值分别低8.74%、7.14%和6.68%,达到研究目的。     

宣纸上的墨水扩散模拟

墨水扩散是一个复杂的物理现象,针对墨水在宣纸上的扩散模拟问题,提出了一个基于变系数扩散方程的模拟方法,其扩散系数由宣纸结构和随时间而减少的剩余墨水量决定。模拟分为两个阶段：宣纸结构的模拟和墨水扩散动态过程的模拟。为了模拟宣纸结构,使用一种由权重不同且方向随机的直线段均匀分布而成的加权纤维结构。墨水扩散的动态过程由变系数扩散方程来阐述,为了高效地生成扩散图像,使用Crank-Nicolson数值方法求解墨水扩散方程,并且预计算纤维结构和动态更新扩散图像。与以往类似的模拟方法相比,该方法能够生成更加自然的扩散边界,并有效地解决了边界过于平滑的问题。实验结果表明该方法能够真实地模拟不同宣纸上的墨水扩散效果。     

化学品贮罐火灾爆炸模拟评价方法的研究及软件开发

大多数危险化学品都具有火灾爆炸危险特性，尤其是化学品贮罐，一旦发生泄漏事故，遇到火源，极有可效预防和扑灭贮罐火灾爆炸的关键。应用计算机来模拟评价危险化学品贮罐火能发生灾难性的火灾爆炸事故。研究火灾的发生、发展规律，预测其危险性是有灾爆炸事故的后果及其对环境的影响已成为更为可行的手段。针对化学品贮罐的危险特性，研究了贮罐火灾爆炸模拟评价的方法，并据此开发一种化学品贮罐火灾爆炸模拟评价软件。软件系统主要由贮罐重大危险源辨识系统、火灾爆炸模拟评价系统和后台数据库系统等3个子系统组成。应用表明，本软件可进行重大危险源辨识和快速分级，能够对每种事故伤害模型的后果（危险区域范围、人员伤亡和经济损失等）进行定量的模拟计算和定性的等级划分。     

半边结构的爆炸破片生成方法

研究虚拟实体爆炸过程中破片的生成是模拟爆炸真实性及杀伤力的关键和难点，在深入探讨爆炸模型的构造和实时显示的基础上，提出隐式破片、显式破片和随机半边结构的最新概念，以及两种生成破片的方法：小面片等价法和面片集封闭法。给出三个实用的算法：虚拟实体的微粒化算法、小面片等价算法和面片集封闭算法；这三个算法的复杂度均为O（n）。最后，对这两种生成破片的方法及其算法进行了比较；对这两种方法在实体破裂过程中的运用进行了探讨；同时对实际运行的时间进行了测量和对照；并通过了两个实例的验证。     

基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真

Fluent软件是一款集流场、热传质、燃烧以及化学反应于一体的商业CFD 软件. 针对动态旋流器流场的复杂多变性, 以Total型动态旋流分离器为例, 在Gambit软件中简化并建立了物理模型, 通过fluent软件对其速度场进行计算机模拟仿真, 得出了柱坐标系统下, 切向速度、轴向速度和径向速度三个速度分量云图, 通过研究发现, 基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真可以有效地解决复杂流动问题, 为动态旋流器工艺设计和性能优化提供可靠的依据, 且节省开发费用, 缩短设计周期.     

基于粒子系统的爆炸效果仿真研究

针对目前诸如军事、铁路等领域事故爆炸仿真模型运算复杂、仿真效果较差的问题,提出了改进的仿真模型,该模型以粒子系统为基础,用定性、定量的随机变化模型代替爆炸物理过程的流体模型。将粒子发射速度参数与随机扰动速度参数相结合,建立通用仿真模型,通过给定不同的参数形成烟雾、火焰与爆炸碎片的具体仿真模型,可以有效降低爆炸效果模拟的计算复杂度。实验证明,该方法运算速度快,真实感强,可以满足各种爆炸效果的仿真需求。     

典型舰船水下爆炸冲击环境仿真

利用冲击谱描述方法,对舰船在水下爆炸载荷作用下的冲击环境进行了数值模拟和分析. 利用MSC Dytran软件计算在爆炸载荷作用下舰船各测点的加速度,用加速度计算得到冲击谱,并总结出爆炸参数和冲击谱的关系. 通过分析表明冲击谱的谱值由船底外板到最上层甲板呈衰减的趋势;各测点加速度谱值随爆炸距离的增加近似呈指数衰减;各测点的加速度谱值随炸药量的增加近似呈抛物线增加.     

一种基于物理模型的布料湿润效果真实感模拟方法

通过分析布料和流体之间的相互作用与关系,本文提出了一种新的基于多孔粒子模型的布料湿润效果真实感模拟方法。该模型可以看作是一种改进的弹簧质点模型,借鉴粒子模型的一些基本概念,模型中采用了多孔粒子这一结构。该结构中的孔隙可以作为流体在布料中的存储空间,由于相邻多孔粒子中流体存储量不同,形成的毛细压强差推动流体在所有粒子中流动。同时,该模型按照达西渗流原理控制整个流体湿润布料的过程,并且根据相关粒子饱和度的不同选择不同的纹理,用映射不同纹理的方式表现湿润过程中布料材质的改变。该模型计算效率高,且具有很强的可扩展性。     

基于有限试验数据与流场仿真的套筒阀流量特性获取方法

为提高大口径套筒阀流量特性的获取效率以及准确性,提出一种基于有限试验数据与流场仿真分析相结合的套筒阀的流量特性获取方法。通过对套筒阀进行三维建模并以此建立流场仿真模型,以有限试验数据为参考对该模型进行优化使得仿真结果满足精度要求,进而通过流场仿真计算获取套筒阀的完整流量特性插值表。与目前常用的试验数据处理方法相比,该方法有效减少了对试验数据的需求量并保证了仿真精度。通过验证对比,以该方法获取的流量特性来计算的仿真流量与实际测量流量相比,最大误差不超过8%。     

基于多Agent的交通流仿真平台

采用多Agent方法设计并实现交通流仿真平台,仿真钟等步长推进,由调度Agent协调仿真的运行。以MaSE方法对多Agent系统建模,用自动机描述人车单元Agent和路段Agent之间的交互。人车单元Agent采用刺激-反应混合结构,路网采用分层结构分解为路网、路段(交叉口)、车道,信号控制方案分解为入口车道-流向灯色组合,用分叉树表示信号灯组的状态。用Visual C++实现该仿真平台,证明其能有效再现交通流特征。     

基于Plib的飞艇飞行视景仿真设计

由于飞艇体积大、密度小,受附加惯性力显著,其动力学特性与常规飞行器有较大不同。所以。为了直观全面地了解飞艇的飞行特点,对飞艇进行飞行视景仿真是必要的。为此首先介绍了视景仿真开发工具Plib和仿真系统总体框架,然后,应用机理分析方法建立了飞艇运动模型。在此基础上,调用Plib的类方法创建三维仿真环境,重点研究了天空海洋绘制、模型导入、视点变换、图形用户界面资源及键盘鼠标响应控制等关键技术。最后应用该系统对飞艇纵侧向扰动运动进行了仿真,展现了飞艇受扰后的飞行状态和各种运动模态的变化过程,结果表明该仿真系统真实感强,实时性好,可以为飞艇的后续研制工作提供参考和帮助。