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基于物理的流体动画加速技术的研究进展
张微微
（哈尔滨广厦学院，黑龙江哈尔滨150025）
科技论坛
摘要：大学物理是一门基础学科，对其研究与应用有一定现实意义。大学物理一般都与其它技术结合应用，在某个领城中取得一定成绩。基于物理的流体动函技术是计算机图形学中常用技术，对研究计算机图形学领域中动画技术有一定意义，从不同方面阐述基于物理的流体动画技术的研究进展，希望能为研究物理的流体动画加速技术的学者提供理论参考依据，促进流体动画加速技术的发展。
关键词：物理；流体动函加速技术；研究发展物理的动画技术是计算机图形学领域中重
点研究内容.计算机图形学是计算机专业中一门重要课程，培养学生计算机中编写图形能力，图
场联表达
形能力编写对于提高学生计算机应用能力起到重要作用，基于物理的动画技术研究经历了很长
阶段，基于物理的动画技术种类很多，比如固体，液体等，其应用范围比较广，并取得一定成绩。
1物理的流体动画
学者对物理的流体动画加速技术研究经历一定阶段，并且取得一定成绩。在研究过程中来看，在模拟的精细度和真实感，即细节模拟上取得了很大进步。另外尽管方法多种多样，各不相同，整个过程却可以表示成如图1所示。
2细节增强
细节增强是基于物理流体动画加速技术中一个本质特征，流体动画在制作过程中注重动画的细节制作，提高了计算机图形质量，对于具体应用提高技术保障。流体细节多必然意味着计算量的增加，而加速却是需要减小计算量，两者貌似相俘，但其实它们是细节增强，其他平缓区域则可以用较少的计算量来解决，这样使整个算法得到了加速：最近几年流体模拟的新动向如表1 所示。
3加速策略
3.1优化计算网格
计算网格是利用云计算中一种计算模式，优
体
体装装模拟内容
气体类液体类
固体类流动多相流动
流体与环境的交互
化计算网格提升计算机网络计算速度，未来计算机网络发展趋势，是购买计算能力，不是用来购买实物，一定能计算，这是解决资源共享，提升计算速度的保障。云计算的应用，加速了我国计算机技术快速发展，计算机技术发展对提升计算机产品应用能力，提升我国整体科学技术水平，都具有一定的现实应用价值，优化计算机网格是计算机网络技术发展到一定阶段必然产物，符合现代科学技术水平发展标志，为提升计算机图形处理能力起到技术保障。
3.2降低问题维度
三维流体仿真，计算规模随着间题域的扩大呈指数增加，因此作为加速计算的另一个重要手段就是降低间题的维度。如果能把三维间题转化为一个二维问题，势必大大降低计算量，所以对于水流
高收
轻子成者网格三养条生件
计算方法度场计等压力场计算压力校正其信物理量
图1基于物理的流体动画流水线
表1流体模拟新动向细节上的创新
烟雾或火焰流细节增强表面张力多相交界面细节；
多种不同流体的混合沙子流动；固体燃烧
气泡与水，沙尘，龙卷风
流固耦合；侵蚀与沉积；疏松多孔中的流动
绘制
南绘易（表面重构）/体检制部分典型工作
文献[10]
文献[12-13,16] 文献[18-19,21] 文献[23.25,17] 文献[9，15.26-30]
面模型，或者四面体网格表示的体模型.但是，当进行流固藕合计算时，如果主场采用欧拉网格离散，通常需要对固体进行体素化，这样就需要对固体预先处理，而且由于体素化这种边界条件处理会导致误差，为了克服这个间题，Wendt等。采用有限体积法改善了流体模拟中对任意固体边界的处理，Fatty等。更进一步提出了一种把压力校正转换成动能最小化间题的流固藕合处理的办法.如果采用SPH 方法，对于固体的处理似乎灵活些，如Miller等通过在表示固体的三角形上附着虚拟粒子来与流体交互作用；对于流固藕合，结合无网格技术(meshless或meshfree]可将这2种截然不同的形态用一的形式表达.虽然Keiser等。
参考文献
模拟来说，直接思路就是利用浅水方程来代替全三维NS方程，但
[1]陈智勇.论动画在游戏中的运用[]才智，2015(20)
是，单纯的浅水方程不能表现复杂的流体折叠、破碎与固体交互等，
[2]肖永伟.在警体训练中应用3D动图技术的思考[]广东公安科技，
因此出现了很多方法来解决这样的间题。问题维度的降低，是把复
2011(1)
杂间题简单化，能更好利用所学知识解决实际问题，基于物理流体[3]蒋自立,将计算机造型和动画技术用于工程电视片的制作[]交通动画加速技术是一项复杂技术，应用起来有一定难度，但具体应用
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能取得一定成果，在计算机图形学领域中的应用，促进了计算机技[4]施展宏，吴靖.浅读科技发展对中美动画交流的影响[』黑龙江史
术的快速发展，对其领域技术提升起到保障作用。
3.3流体的高效表达
在目前的研究工作中，流体和固体的表达多是分开的，一般情况下流体采用拉格朗日粒子，如SPH方法，或者用欧拉网格的形式来表示；而固体则采用拉格朗日的表示方法，如三角形网格表示的
万方数据
志，2013(21)
[5]黄情.浅析动盈技术与影像发展的对话[]中国传媒科技，2013(4)