基于流体仿真的战场特效表达研究
虚拟战场中爆炸特效的研究和实现
表１粒子发射器主要控制参数
Ｅｍｉｔｔｅｒ主要控制参数
描述
ａｎｇｌｅ Ｃｏ｜ｏｕｒ
发射粒子的最大偏移角 设置发射粒子的固定颜色
ｅｍｉｓｓｉｏｎ＿ｒａｔｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ
粒子发射器发射出的粒子数 发射粒子的方向
ｔｌｔｌｌｅ ｔｏ ｌｉｖｅ
粒子在销毁之前存活的时问
ｖｅｌｏｃｉｔｙ
每次发射粒子的恒定速度
Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｉｎ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｂａｔｔｌｅｆｉｅｌｄ
三维动画中的大尺度流体仿真模拟表现
三维动画中的大尺度流体仿真模拟表现作者：徐莉戴冬妮来源：《艺术评论》 2016年第3期徐莉戴冬妮一、引言近年来计算机三维动画特效领域发展迅猛，在众多模拟对象中，流体以其特有的高自由度和另类审美价值占据了重要位置。
大尺度流体模拟、流体混合与相变、流固耦合等复杂运动形式一直都是三维中的挑战性课题。
大尺度流体模拟中不仅要展现大尺度流体正确的体量关系，更要实现如泡沫、水雾、飞溅等细节的构建。
运用流体动力学模拟软件Realflow下的Hybrido混合式大尺度液体求解系统，使用网格流体与粒子流体相结合的新解算方法来快速模拟真实的大尺度流体运动，实现电影级别的大规模流体效果。
二、大尺度流体解算方法Hybrido系统Next Limit公司出品的流体动力学模拟软件是一款独立特效软件，建立在流体动态计算技术上的物理粒子系统。
在RealFlow5中引入网格流体解算器的新系统。
网格流体解算器Hybrido作为一个全新的复杂大型水体解算的方法，它结合了grid-based与 particle-based的手法，既能实现复杂大尺度核心流体运动效果，还能自动创建和控制飞溅浪花、泡沫、烟雾等细节效果，运用上百万个粒子实现流体大场景特效惊人的画面，如海洋与翻滚的波浪、大型洪水、汹涌海浪冲击峭壁岩石等。
三、海水冲刷岩石仿真模拟研究( 一) 建立核心流体进行海浪冲刷岩石场景模拟时，核心流体体现在两方面，有深度的海面和海浪。
核心流体模拟的前提就是不需要精确到细节的大量粒子，使用Hybrido系统，它将整个场景限定在一个空间范围内，给大尺度流体的模拟设定Domain，网格流体可以快速的模拟大尺度范围下的液体流动的状态，grid domain的分辨率区别于传统的分辨率，只会间接地影响粒子数目，越高的分辨率，仿真就会越细致精确。
液体中水是具有代表性的，液体的基本特性是易流动性、不易压缩等向的连续介质，液体的惯性、重力特性和粘滞性对液体运动有重要的影响。
计算流体力学在燃烧仿真中的应用
计算流体力学在燃烧仿真中的应用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）是一种利用数值方法，对流动过程及其相互作用进行数值模拟和计算的领域。
它融合了数学、物理和计算机科学等多学科知识，广泛应用于燃烧仿真中。
在过去的几十年中，计算流体力学在燃烧仿真方面的应用取得了重大突破。
通过将燃料燃烧的物理过程建模并利用CFD求解，我们可以深入研究燃烧过程中的各种现象，例如物质传输、化学反应、火焰结构等。
首先，CFD可用于燃烧室的设计和优化。
燃烧室是燃烧过程中的核心部件，其结构对燃烧效率和排放控制具有重要影响。
通过构建燃烧室的数学模型，可以模拟其中的流动特性和喷雾燃烧过程，并通过CFD求解来预测燃烧室内的压力、温度分布等参数。
基于这些模拟结果，我们可以对燃烧室的结构进行优化，以提高燃烧效率、降低排放。
其次，CFD还可用于火焰传播的仿真。
火焰的传播过程是燃烧的关键环节之一。
通过建立火焰传播的数学模型，我们可以模拟火焰的形态和传播速度，并计算火焰前沿的压力、温度等参数。
这有助于我们了解火焰的扩散机理，并提供对火灾防控的参考。
例如，在建筑物火灾的仿真中，利用CFD可以模拟火焰的蔓延过程，进而预测火焰蔓延的速度和路径，以制定有效的应急预案。
此外，CFD还可用于燃烧排放的模拟和优化。
燃烧会产生一系列的污染物排放，如NOx、SOx等。
通过建立燃烧的化学反应模型，并结合流动场的模拟，我们可以计算出在不同工况下燃烧产生的污染物的浓度分布，并进行排放预测。
通过这些模拟结果，我们可以评估燃烧过程中的环境影响，并提出降低排放的优化措施。
最后，CFD在燃烧仿真中还可以与其他物理过程相结合，进一步提高模拟的准确性。
例如，结合热传导和辐射传热模型，可以模拟燃烧器壁面的温度分布，从而评估壁面受热的情况。
通过耦合化学动力学模型，可以研究燃烧过程中的化学反应路径和产物分布。
总而言之，计算流体力学在燃烧仿真中的应用为我们提供了一个全新的研究燃烧过程的方法。
制作液体特效 AE中的流体模拟
制作液体特效：AE中的流体模拟一、简介在影视制作中，液体特效广泛应用于各类场景中，如浪花、水流、烟雾等效果。
而在AE（Adobe After Effects）软件中，流体模拟工具可以帮助我们实现这些效果，为场景增添真实感和戏剧性。
本文将介绍如何使用AE中的流体模拟功能制作逼真的液体特效。
二、准备工作在开始之前，首先确保你已经安装了AE软件并熟悉了基本的操作。
另外，流体模拟需要大量的计算资源，所以建议使用高性能的计算机进行操作。
三、创建合成首先，打开AE软件并创建一个新的合成。
选择“文件”菜单中的“新建合成”，根据需要设置合成的尺寸、帧速率和时长。
四、添加流体模拟效果接下来，选择“窗口”菜单中的“效果控制”选项，以打开效果控制面板。
在面板中，选择“模拟”文件夹，然后双击“液体模拟”效果。
五、调整液体参数液体模拟效果中有多个参数可以调整，以达到我们想要的效果。
首先，我们可以调整“流速”参数来改变流体的速度。
较高的数值将产生更快的流体流动效果，而较低的数值则会使流体流动得较慢。
其次，我们可以调整“浓度”参数来控制流体的浓度。
较高的数值将产生更浓厚的流体效果，而较低的数值则会使流体变得更薄。
另外，我们还可以调整“湍流”参数来添加湍流效果。
湍流能够使流体看起来更加动态和真实。
六、调整颜色和纹理除了基本的流体效果之外，我们还可以通过调整颜色和纹理参数来增加真实感。
在效果控制面板中，选择“材质”文件夹，然后可以调整“颜色”参数来改变流体的颜色。
此外，我们还可以导入自定义的纹理图像，以增加流体的质感和细节。
七、渲染合成调整完所有参数后，我们可以点击AE界面上的“渲染”按钮来预览合成效果。
如果满意，可以选择“合成”菜单中的“添加到渲染队列”选项，然后点击“渲染”按钮进行合成的最终渲染。
八、修改和优化在预览和渲染合成效果后，我们还可以根据需要进行修改和优化。
可以通过进一步调整参数值、添加其他效果以及调整图层叠加顺序来实现更复杂和逼真的液体特效。
基于粒子系统的虚拟战场环境特殊效果模拟
显的优势 ， 因此被公认 为是虚 拟战 场模 拟最 成功 的算 法之一。粒子 系 统是 ｗ． ． ｅｖｓ 在 １８ Ｔ Ｒ ｅｅ ９ ３年提 出 的， 主要解决由大量 按一定规 则运 动的微 小物质 组成 的对象在计算 机上的生成 与显示 的问题 。文 中以爆炸 这一特殊效果为例 ，以粒 子系 统的基 本原 理为 基础 ，
２ ３ ３ 初 始 颜 色和 初 始 透 明度 ．．
３ 更新 粒子的状 态属性 ， ） 产生新 粒子 。 ４ 绘制渲 染 粒子 。用 绘 制算 法把 粒 子 的运 动属 ）
性 变 化 绘 制 出 来 ， 人 以直 观 的视 觉 。 给
爆 炸粒 子的颜 色采用 了 Ｒ Ｂ Ｇ Ａ模型 ， 中 Ｒ、 、 其 Ｇ Ｂ表示红绿蓝 的颜 色组 成分 量 ， Ａ表示 粒子 的透 明度 ａ ｈ 。在 Ｏ ｅＧ ｌ ａ ｐ ｐｎ Ｌ中， 明度 ａ ｈ 透 ｌ ａ和 Ｒ Ｂ各 分量 的 ｐ Ｇ 值都是用 ０ ０～１０之 间的浮数 值来 表示 。初始 透 明 ． ． 度定 义为最亮 ， １０ 当减为 ０ 说 明为最 暗。 即 ．， ，
程。 粒 子 质 量 和 数 量 ． ．
粒子系统的通用建模和渲染过 程主要 包括 以下 ５
个 主 要 步 骤 ：
爆炸粒 子系统 只在第 ０帧产 生粒 子 ， 不管是 碎片 粒子 系统还 是烟雾 粒子系统都是在初始化 的时候产生
中图分类 号 ： Ｐ ９ Ｔ ３ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：６ ３ ６ ９ ２ １ ） ９ ０ ６ — ４ １７ — ２ Ｘ（０ ２ ０ — ０ ２ ０
Ｓ ｅ ｉｌＥｆｅ ｔ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｉ ｒ ｕ ｌＢａ ｔｅ ｅｄ Ｅｎｖ ｒ ｎｍ ｅ ｐ ｃａ ｆ ｃ ｓＳｉ ｌ ｔｏ ｎ Ｖｉｔ ａ ｔｌｆ ｌ ｉ ｉｏ ｎｔ Ｂａ ｅ ｎ ｒ ｉｌ ｙ ｔｍ ｓ ｄ ｏ Ｐａ ｔｃｅ Ｓ ｓｅ
生物医学工程中的计算流体力学仿真方法研究
生物医学工程中的计算流体力学仿真方法研究随着科技的不断发展和进步，计算机技术已经成为了现代工程学、医学等领域的重要支撑，其中计算流体力学（CFD）仿真技术也被广泛应用于生物医学工程领域，它可以在实验室难以实现的条件下，在数字计算机上对人类体内的流体动力学进行数值模拟和研究，从而提供了一种预测和分析人体生理活动的新方法。
CFD技术在生物医学工程中的应用越来越广泛，其主要原因是它可以准确地描述流体力学现象，预测流体流动和传热的过程。
生物医学工程领域中的CFD仿真方法研究主要分为三类：一是血流动力学仿真，主要应用于心血管等领域，研究心脏的动力学特性、心脏疾病和血管疾病的发病机制；二是气流动力学仿真，主要应用于肺功能、哮喘等领域，研究呼吸系统中气流的分布、气体交换等问题；三是水动力学仿真，主要应用于口腔、胃肠道等消化系统领域，研究消化系统中食物、酸碱度、药物等物质的运动规律。
在血流动力学仿真方面，CFD仿真分析可以帮助医生设计和选择疾病治疗方案，例如狭窄的血管可以通过支架等技术进行扩张，可以针对不同的心脏病进行模拟，预测和评估治疗效果。
同时，可以通过分析血流动力学数据，研究心脏的结构和功能，进一步了解血液循环和发生心脏疾病的机制。
在气流动力学仿真方面，CFD仿真可以用于研究呼吸系统中的气体交换、气流分布等问题，可以预测哮喘发作的机制，同时可以设计口罩等医疗器械来改善患者的呼吸功能。
在水动力学仿真方面，CFD仿真可以用于研究消化器官的运动规律，例如预测胃部的酸碱度、药物在胃肠道中的分布、食物在消化系统中的运动模式等。
此外，它也可以用于人工胃肠道的设计和开发等方面。
生物医学CFD仿真方法的研究不仅可以帮助医生进行疾病的诊断和治疗，还可以用于医疗器械的设计和优化。
例如，可以用CFD仿真来设计和测试支架在植入血管中的效果，或者测试人工心脏的流动特性。
此外，CFD仿真还可以提供拟合患者的个性化诊断和治疗方案，从而减少患者在治疗期间的痛苦和病情恶化等情况。
多尺度流体模拟与仿真方法研究
多尺度流体模拟与仿真方法研究引言流体模拟与仿真是计算机图形学、游戏开发、虚拟现实等领域的重要研究方向。
随着计算机技术的进步，模拟出逼真的流体效果对实现真实感的图形渲染和交互体验至关重要。
多尺度流体模拟与仿真方法是近年来引起广泛关注的研究方向，它通过采用不同的尺度来模拟和仿真流体的细节特征，旨在提高模拟的真实性和效率。
1. 宏观尺度模拟方法在宏观尺度上，流体模拟与仿真主要通过求解流体的守恒方程或流体动力学方程来进行。
这些方程可以通过有限元法、有限差分法或边界元法等数值模拟方法进行离散化，并使用迭代方法求解。
在模拟过程中，通常会考虑流体的物理性质如密度、粘度等，以及外部的力场影响如重力、压力场等，从而得到流体的运动和变形。
1.1 有限元法有限元法是一种常用的数值模拟方法，适用于复杂流体模拟问题。
它将流体域划分为若干个小单元，通过建立各单元之间的关系，得到流体的离散化表示。
在有限元法中，必须注意选取合适的网格大小和形状函数，以及适当的边界条件和初值条件，以保证模拟结果的精度和稳定性。
1.2 有限差分法有限差分法是一种基于差分逼近的数值模拟方法，通过将流体域划分为网格点，将流体方程进行差分，从而得到离散化的方程组。
在有限差分法中，重点在于确定差分格式的适当性和稳定性，以及选择合适的时间步长和空间步长。
此外，还需要考虑边界条件的处理和数值解的收敛性。
1.3 边界元法边界元法是一种基于格林函数的数值模拟方法，主要用于求解边界上的问题。
在流体模拟中，边界元法可以将边界上的流动问题转化为一系列积分方程，并通过求解积分方程的方法得到流体的近似解。
边界元法具有高效的计算性能和较好的数值稳定性，适用于特定的流体模拟问题。
2. 中观尺度模拟方法在中观尺度上，流体模拟与仿真可以考虑流体的微观结构和粒子/颗粒的行为。
这些方法常用于模拟液体、气体等复杂流体，如分子动力学模拟、格子气体模型等。
2.1 分子动力学模拟分子动力学模拟是一种基于物理粒子的方法，通过模拟流体中分子或颗粒的运动来获得流体的宏观行为。
气动机械设计中的流场仿真技术研究
气动机械设计中的流场仿真技术研究随着科技的不断发展，气动机械在现代工业中扮演着越来越重要的角色。
然而，气动机械的设计却需要考虑复杂的流场问题。
在过去的几十年中，仿真技术的发展为我们提供了一种有效的解决方案：流场仿真技术。
本文将讨论气动机械设计中的流场仿真技术的研究进展以及其在实际应用中的作用。
1. 研究进展在气动机械设计中，流场问题是一大难点。
因此，研究人员一直在努力钻研流场仿真技术，以便更好地理解气动机械中的流场情况。
在这个领域中，计算流体力学(CFD)是最常用的技术之一。
CFD通过数值分析方法，求解流场中的连续性方程、动量方程和能量方程来描述流场行为。
在对气动机械进行流场仿真方面，一些关键问题需要考虑。
例如，墙面边界条件对流场模拟的影响、网格离散化技术对计算结果的影响、不同物理模型对仿真结果的影响等。
因此，研究人员一直在努力寻找更加准确和实用的流场仿真方法和技术。
2. 实际应用流场仿真技术不仅在理论研究方面有巨大作用，实际应用中也发挥着重要作用。
以下是几个典型的应用案例。
(1) 汽车空气动力学汽车空气动力学是汽车工程中一个非常重要的领域。
通过流场仿真技术，可以对新车型的气动特性进行预测和优化，从而减少车辆的气动阻力、提高燃油效率。
实验表明，减小车辆的气动阻力一般可以提高车辆的油耗约5%左右，对于经济性一直是追求的目标，所以说流场仿真技术在汽车设计中的应用十分重要。
(2) 风力发电机随着全球能源消耗量的不断增加，越来越多的发电厂开始使用风力发电机。
通过流场仿真技术，可以预测风速对发电机叶片的影响，并确定如何调整叶片角度以最大程度地利用风能。
这种仿真技术不仅可以提高发电效率，还可以减少对环境的影响。
(3) 白银生产白银生产通常使用的是冶炼炉进行材料加热，而在此过程中会产生大量的废气。
通过流场仿真技术，可以预测废气的流动情况，设计更加高效的废气处理系统，达到节能减排的目的。
3. 发展趋势随着计算机性能和仿真技术的不断提高，流场仿真技术的应用也将不断拓展，越来越多的工业领域将会受益于该技术。
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在通 过虚拟 场 景 对 对 象 进行 认 知 时 ， 取 的 认 知结 果 与 获
其在 通过现 实 对 象 进 行 认 知 时获 取 的认 知 结 果 一 致 ， 即
达到认 知过 程 的最大 相似性 。
１ １ 流 体 的特 征 ．
流体包 括液 体 和气 体 。液体 和气 体 的共 同特 点 是 只 有体 积 压缩 弹性 ， 有拉 压 弹性 和剪 切 弹性 ， 具 有流 动 没 都
基 本能 够满 足认 知需求 ， 在 更高 层 次 的应 用 （ 仿 真数 但 如 据分 析 、 基于 实体 物 理 数 据 模 型 驱 动 的仿 真应 用 ） 面 ， 方
收稿 日期 ： １ ２ ０—１ ２ ０ ０— ５
作者 简介 ： 胡
香 （９４一 ） 女 ， 疆伊 宁人 ， 程师 ， １７ ， 新 工 硕士 ， １ ２ ０年毕 业 于信息 工程 大学 人文 地理学 专业 ， 从 事地 理 信息 工 程 与 ０ 主要
的仿 真 大多 基 于 流 体 动 力 学 ， 计 算 机 上 实 现 这 种 基 于 在
物理 的流体 运动 仿真 主要有 两种 方法 。 １ 拉 格 朗 日的追踪 法 ） 这种 研究 方 法 追 踪 每 个 流 体 微 元 的运 动 ， 据 动 力 根 学方 程 和初 始 条 件 求 得 微 元 的 运 动学 方程 和 运 动 轨 迹 。 流体 微元 的 运 动 轨 迹 叫 流 迹 ， 同微 元 由于 初 始 条 件 不 不 同 ， 迹也 不 同。 流 ２ 欧拉 的速度 场法 ）
承受 的范 围 内。
３ 战 场 环 境 中流 体 类 特 效 的 表 达
战场 环境 流体类 特 效 的表 达 分 为 战场 特 效 实体 数 据
第３ ５卷 第 １期
２ ２年 １月 ０１
测 绘 与 空 间地 理 信 息
Ｇ ＭＡＴ Ｃ ＆ Ｓ ＡＴ Ａ ＮＦ ＭＡ ｌ ＥＯ ＩＳ Ｐ Ｉ Ｌ ｌ ｏＲ Ｔ ＯＮ Ｅ Ｔ ＣＨＮｏ ｏ Ｙ Ｌ Ｇ
Ｖｏ ． ５． ｏ １ １３ Ｎ ．
Ｊ ｎ ，２ １ ａ ． ０１
基 于 流 体 仿 真 的 战 场 特 效 表 达 研 究
Ａｂ ｔ ａ ｔ ａｔ ｆ ｌ ｉ ａ ｉｎ ｒｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｕ ｅ ｉ ｌ ｔ ｎ ｐ ｏ ｉｅ ｅ ｆ ｃｉ ｅｗａ ｏ ｓ ｒ ｏ ｎ ｔ ｎ Ｗｈ ｌ ｕ ｓ ｒ ｃ ：Ｂ ｔ ｅ ｅｄ ｓ ｕ ｔ ｅ ｒ ｓ ｎ ａｉ ａ ｅ ｎ ｃ ｍｐ ｔｒｓｍｕ ａｉ ｒ ｖｄ ｓ ａｎ ｗ ｅ ｅ ｔ ｙ ｆｒｕ ｅ ｓｃ ｇ ｉ ｏ ． ｉ ｆ ・ ｌｉ ｔ ｏ ｏ ｏ ｖ ｉ ｅｌ ｉ ｓａｌ ｍｐ ｒａ ｔ ａｔｏ ｅ ｂ ｔ ｅ ｅｄ， ｅ ｒｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ａ ｔ ｆ ｌ ｆ ｃｓｂ ｓ ｄ ｏ ｕ ｄ ｓｍｕ ａｉｎ ｗ ｌ ｉ ｒ ｖ ｅ ｖｓ ａｉａｉｎ ｄ ｉ ｌ ｉ ｏ ｔ ｎ ｒ ｆ ｈ ａｔ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｓ ｎ ａｉ ｆｂ ｔ ｅｉ ｄ ｅ ｅ ｔ ａ ｅ ｎ ｆ ｉ ｉ ｌｔ ｉ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｉ ｌ ｔ ｐ ｔ ｌｉ ｈ ｏ ｌ ｅ ｌ ｏ ｌ ｈ ｕ ｚ ｏ ｅ ｅ ｔ ｏ ｅ ｓ ｓｅ ｏ ａｔ ｆ ｌ ｉ ａｉ ｎ ａ ｄ ｗ ｌ ｂ ｎ ｓ ｉ ｉ ｔ ｓｏ ｓ ａｃ ｎ ｔ ｅｅ ｅ ｔ ｆ ｕ ｄ ｏ ｈ ａ ｔ ｆ ｌ ｒｕ ｅｓ Ｔ ｉ ｆ ｃｓ ｆｔ ｙ ｔｍ ｆ ｔ ｅｉ ｄ ｓｔ ｔ ｎ ｌ ｒ ｇ ｐ ｓｂｌ ｉ ｆ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｆ ｃ ｉ ｎ ｔ ｅ ｂ ｔ ｅ ｅ ｄ ｆ ｓ ｒ ． ｈｓ ｈ ｂ ｌ ｅ ｕ ｏ ｉ ｉ ｏ ｉｅ ｒ ｈ ｏｆ ｌ ｌｉ ｏ ｐ ｐ ｒｄ ｓ ｕ ｓ ｓ ｔｅ ｒｐ ｅ ｅ ｔｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ， ａａ ｍｏ ｅｓ ａ ｄ ｖｓ ａｉａｉｎ ｍｏ ｅｓｏ ａ ｔ ｆ ｌ ｆ ｃｓ ｂ ｓ ｄ ｏ ｕ ｄ ｓ ｌｔ ｎ ａ ｅ ｉｃ ｓ ｅ ｈ ｅ ｒ ｓ ｎ ａｉ ｔ ｏ ｓ ｄ ｔ ｄ ｌ ｎ ｉｕ ｚ ｔ ｄ ｌ ｆｂ ｔ ｅ ｅ ｄ ｅ ｅ ｔ ａ ｅ ｎ ｆ ｉ ｉ ａ ｉ ． ｏ ｌ ｏ ｌｉ ｌ ｍｕ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｆ ｉ ｉ ｌｔ ｎ； ａｔ ｆｅｄ ｅ ｅ ｔ ｄ ｔ ｄ ｌ ｖ ｓ ａｉａｉｎ ｍｏ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｕ ｄ ｓｍｕａ ｉ ｂ ｔ ｅ ｌ ｆ ｃ ； ａ ａ ｍｏ ｅ ； ｉｕ ｚ ｔ ｄ ｌ ｌ ｏ ｌｉ ｌ ｏ
的这种 特性 不 仅 使 人 们 认 知 流 体 的整 个 外 观 ， 且 可 以 而 进 入 流体 内部 ， 察 到流 体 内部 的 密度 变化 和 涡 流运 动 ， 观 并 透过 流体模 糊 地看 到战 场环境 中的其他 目标 。 ２ 与 战场 环境 紧密 集成 ）
体 的 黏性 和惯 性 ， 因是 与 流 体 接 触 的 固体 壁 面 对 流 体 外
流体 的特 征包 括 ： 有 流 动性 ； 剪 和 抗 张 的能 力 很 小 ； 具 抗 无 固定形状 ； 内部 或外 部 固体 障碍 物 的 分 布 和 运 动 而 随 变化 ； 外力 作 用 下 其 内部 发 生 相对 运 动 。流 体 的 这 些 在 特征 使其在 物理 形 态 上 具 有 独 特 性 ， 于用 户 识 别 。在 便 对流 体对 象 进行 表 达时 ， 必须 体现 出以上 特性 ， 使得 用 户
Ｏ 引 言
战场环境 仿 真 旨在 追 求一 种 战 场态 势 信 息 的近 真 实
粒子 系统 尚有很 大 的局 限性 。
流体仿 真理 论是 专 门研 究模 拟 流体 存 在 与运 行 过 程
的理 论 ， 根 据流 体 的物 理属 性建 立 准确 的流体 模 型 ， 它 进
呈 现模 式 ， 且 通过 该 种模 式 的应 用 ， 指挥 员 能够 在较 并 使 短 的时间 内获 取需 要 的信 息 ， 准确 掌握 战 场 的态势 ， 这就 要 求 战场环境 中一 切对 作 战 活 动有 影 响 的要 素都 必 须准 确 地呈 现 出来 ， 这样 才能 够 使 得 指 挥 员 在认 知 战 场 态 势 时能够 最 大 程 度 地 利 用 其 在 现 实 世 界 中形 成 的 认 知 习 惯， 有效 提高认 知效 率 。 流 体是 战场 环 境 的 重 要组 成 部 分 ， 战场 态 势 表 达 对 有 不可 忽略 的影 响 。通 常 情 况 下 ， 这类 要 素 大都 不具 有 直 观 的外 表 ， 论在 物 理上 还是 在 数学 上 ， 难 以通 过确 无 都 定 的描 述手段 对之 进 行描 述 ， 烟雾 、 如 云彩 、 火焰 、 炸 和 爆 水 流等 。 当前 大多 数 的战 场环 境 仿 真 系统 对 流体 对 象 的 表 达 尚不够成 熟 。当前 战 场环 境 仿 真领 域 通 常将 流 体类 对 象归 为战 场 特效 ， 战场 特 效 的 表 达 大 多停 留在 浅 层 对
战场 环境 仿真 研究 工作 。
１６ ０
测 绘 与 空 间地 理 信 息
２１ 晕 ０２．
性 。不 同点 是 ， 体 具 有 一定 体 积 ， 乎 不 可 压 缩 ， 性 液 几 黏 大； 气体 没有 一定 体积 ， 总 是充 满 整个 容 器 ， 易压 缩 ， 它 容
黏性 小 。
的粒子 系统 应 用 方 面 ， 说 在 视 觉 效 果 上该 种 表 达手 段 虽
而对 流体作 用信 息进 行 准 确 的表 达 。本 文探 索 运用 流 体
理论 对水 流 、 烟雾 等战场 特效 进行表 达 。
１ 流 体 仿 真 基本 理 论 介绍
流体是 指在 剪 应 力 作 用 下 能 产 生 连 续 变 形 的物 体 。
的阻滞 作用 和扰 动作 用 。 在 研究 流体 问题 时 ， 果 流 体 的可 压 缩性 、 性 处 于 如 黏 极 次要 地 位 ， 可 把 实际 流体 视 为理 想 流体 ， 而使 问 题 就 从
简化。
作 为战场 环境 中的一 类 实体 ， 体 不是 独 立 存 在 的 ， 流
胡 香 ，王 艳玲 ，郑 文 军
（ ９２ ６ ｏ ８部队 ， 新疆 乌鲁木齐 ｓｏ ￣ ） ３ｏ
摘
要： 以计算机仿真为基础的战场 态势表达 为用户提供 了一种有 效的空 间认知 手段。流体是 战场环境 的重要
组成部分 ， 于流体仿真的战场特效表 达有效地提 高了战场环境 模拟 的逼真 效果 ， 为用 户研 究流体 类 实体 对 基 并 战场 态势的影响提供 了可能性 。本文讨论 了基 于流体仿真 的战场特 效的表 达方法、 数据模 型和 可视化模 型。
１ ２ 流 体 的 运 动 ．
流 体 的运动 是 整 个 流 体 仿 真 的基 础 ， 早 人 们 采 用 最
简单 过 程 函数 来 描述 流 体 的运 动 ， 乏 物理 基 础 ， 以 取 缺 难 得令 人 信服 的流 动效 果 。 只有 追溯 流 体 现 象本 身 的物 理 根源， 才能 真 实 再 现 其 外 在 的 视 觉 现 象 。 目前 流 体 运 动
Ｂａ ｅ ｎ Ｆｌ ｉ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｓ ｄ ｏ ｕ ｄ Ｓ ｍ ｌ ｔｏ
ＨＵ ａ ｇ Ｗ ＡＮＧ ｎ—ｌ ｇ Ｚ Ｘｉｎ ， Ｙａ ｉ ， ＨＥＮＧ ｅ ｎ Ｗ ｎ—Ｊ ｎ ｕ
（ Ｌ ６０ ８Ｔ ｏｐ ， ｕ ｉ ３ ０６， ｈｎ ） Ｐ Ａ ９２ ｒｏ ｓＵｒｍｑ ０ ０ Ｃ ｉａ ８
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
内摩擦 力 ， 这就 是 流体 的黏 性 。流 体 在运 动 过 程 中 不 ］
可避 免受 到阻 力 而 产 生 能 量 损 失 ， 生 阻 力 的 内 因 是 流 产