基于 PCISPH 的流体粒子飞溅改进方法

来源：计算机技术与发展杂志2024年第02期北京时间：

作者：钮倩倩;林绿开;李毅;'*

单位：1. 温州大学 计算机与人工智能学院,浙江 温州 325000;2. 浙江大学 计算机科学与技术学院,浙江 杭州 310058

摘要：流体飞溅是自然界中最常见的流体现象。 流体模拟是计算机图形学的一个重要研究分支。 流体模拟已经广泛应用于电影、游戏和其他工业数值领域。 由于飞溅场景中流体的密度和压力的速率变化非常大,因此模拟对离散化解的精度要求很高。 对于流体粒子飞溅模拟数值不稳定,且缺乏真实效果,针对经典的预测校正不可压缩 SPH(PCISPH) ,该文提出了基于粒子表面流体飞溅改进的泊松压力解的方法,通过替换压力源项提高了模拟精度。 实验结果表明,该方法中流体的压力分布较之经典方法更接近现实的流体粒子飞溅模拟效果,并且改进后的方法经过剧烈运动后帧率仍符合实时性仿真效果的要求,保证了良好的压力稳定性和真实感。 该文通过 Anaconda3 集成 Python3 和 Taichi 环境实现流体仿真实验。

关键词：光滑粒子流体动力学;流体模拟;粒子飞溅改进;预测校正不可压缩 SPH;泊松方程;太极编程