运动规律火焰运动
动画运动规律
a动画在动画影片中有各种各样的角色，我们要让他们活起来，首先要让他们动起来，说到动，就要动的合理、自然、顺畅，动的符合规律。
这里我们单从人和动物两方面来看他们的运动规律。
编辑本段（一）人的运动规律在动画中表现最多的是人物的动作，虽然日常生活中的一些动作虽然有年龄、性别、体型等方面的差异，但基本的规律是相似的。
所以，研究和掌握人物动作的一些基本规律也就十分重要。
1．人的走路动作左右两脚交替向前，带动躯干朝前运动。
为了保持身体的平衡，配合两条腿的屈伸、跨步，上肢的双臂就需要前后摆动。
人在走路时为了保持重心，总是一腿支撑，另一腿才能提起跨步。
因此，在走路动作的过程中，头顶的高低必然成波浪状。
当迈出步子双脚着地时，头顶就略低，当一脚支地另一只脚抬起朝前弯曲时，头顶就略高。
还有，走路动作的过程中，跨步的那条腿，从离地到超前伸展落地，中间的膝关节必然成弯曲状，脚踝与地面成弧形运动线。
这条弧形运动线的高低幅度，与走路时的神态和情绪有很大关系。
还要注意一下脚与地面的关系。
2．人的奔跑动作人奔跑时身体的重心向前倾，两手自然握拳，手臂略成弯曲状。
奔跑时两臂配合双脚的跨步前后摆动。
双脚跨步的幅度较大，膝关节屈伸的角度大于走路动作，脚抬得较高，跨步时，头顶的高低的波形运动线也比走路时的运动线明显。
在奔跑时，双脚几乎没有同时着地的过程，而是完全依靠单脚支撑躯干的重量。
一顶要有腾空的动作。
有些跨大步的奔跑动作，双脚腾空的动作在时间上可以停更长一点。
3．人的跳跃运动人的跳跃运动，是由身体屈缩、蹬腿、腾空、着地、还原等几个动作姿态所组成的。
人在跳起之前身体的屈缩，表示动作的准备和力量的积蓄，接着，一股爆发力单腿或双腿蹦起，使整个身体腾空向前，落下时，双脚先后或同时落地，由于自身的重量和调整身体的平衡，必然产生动作的缓冲，之后恢复原状。
跳跃时的运动线呈抛物线状，这个抛物线的幅度，根据用力的大小来决定幅度的高低。
原地跳时，蹬腿跳起腾空，然后原地缓冲、落下，人的身体和双脚，只是上下运动，不产生抛物线。
火焰传播速度
层流火焰速度的表达式
Sl u0
Cr
ki pi Di,0
火焰传播界限
• 可燃气体混合物中的可燃物含量过浓或过稀即使 在容器的一处着火后，其火焰仍不能传播到整个 容器，因而对于每种可燃气体混合物来讲，都有 火焰传播的浓度界限。
• 可燃物在混合物中的浓度低于某值而使正常速 度为零的浓度值称为下限，而高于某值而使正常 速度为零的浓度值称为上限。
几种气体在与空气混合时的火焰传播浓 度极限（在0.1MPa，20℃时)
• 提高可燃物初始温度T0可以大大促进化学 反应速度，因而增大Sl值。
Sl eE 2RTr
Sl T0m
火焰温度的影响
• 图表示几种混合物的最大火焰速度与火焰 温度的关系。Tr对Sl的影响显然是很强的。 可以说Sl要取决于Tr。
压力的影响
• 增加压力一般都能提高燃烧强度，缩小 燃烧设备的体积；另外一些高空飞行器 的燃烧室又都在低压下工作。
X p i Bi
Sl 17
Cr ( kH pH DH ,0 kOH pOH DOH ,0 )
Xp
BH
BOH
上述中17这一常数表明存在着一个与自由基浓度无关，仅与 火焰有关的速度
层流火焰问题的数值求解方法
• 虽然前面已经提供了几种层流火焰的近似和精确 求解方法，然而，真正能够用解析方法研究的火 焰现象仍然是很少的。
up SL u0 0
TB
数学模型
第二节 自然现象和动物运动规律
水的倒影的运动：
受到水面波纹皱褶折 射产生扭曲或断裂。
另一种水的形态----波浪
基本中割原理就是以上一个波峰和波谷，中割下一个波峰及波谷。
a.
能量逐渐累积并前进并直到破坏。
b.
a.
当水面受到物体冲击时：被排挤的 水成圆圈向外扩散，成抛物线运动， 在表面张力破坏时，以松散和连接 的方式落下。
b.瀑布的中割：瀑布边沿如波浪般向 下中割，中间部分以流线中割表示 速度感。 b.
风的流动：
第三节 动物的运动
先掌握比例 和动态，在 做四肢平衡 的描绘
人类与四 足动物在 四肢结构 上的不同
一
鸟飞
人手与鸟翅的比较
飞行的状态：
翅膀会影响身体上下运动，尾部也起到平衡作用：
要特别注意鸟类脚部的结构表现：
以翅膀的肌肉 感表现翅膀的 厚度也是很重 要的
二 四足动物 1 走： 四足动物的动态，重点在于脚部的动作，通常前腿较后退柔软
第二节 自然现象
一 外力作用的运动：
8字形的运动轨迹 1 草飘
a
C
b
2 下垂的绳
a
C
b
d
二 有自主力的运动 ：
在移动中能决定自主 的的运动轨迹，只有 在末端产生滞留和跟 随动作，本身有比较 多的预备和缓冲过程。
a
C
d
e
=
三 旗飘 b
a
c
四 水的动态
水的表现状态除了瀑布， 喷泉外，基本形态皆在一 个透视平面上进行，因此 处理水的状态时，必须要 有透视平面的概念，才能 准确画出水的运动。
第四章 其他制作技巧
第一节 反复动作
本节以人的原地反复动作来说明制作要点 反复动作：人物置于画面中固定位置进行原地动作，使用长背景往后拉， 使出现人物往前进的效果。 反复动作的作用：可解决长距离长时间的人物运动画面
火焰传播与稳定理论打印版讲解
火焰稳定的基本原理
• 要保证火焰前沿稳定在某一位置上，可燃物向前 流动的速度等于火焰前沿可燃物传播的速度，这 两个速度方向相反，大小相等，因而火焰前沿就 静止在某一位置上。
• 当预混气体流量很小时、使得出口断面上的流动 速度总是小于火焰传播速度时，火焰就会向管内 传播，造成回火。
• 若流速过高，则会造成吹灭。
0
• 介质的连续性方程
0u0 xux
• 未反应区方程
d dx
(
dT dx
)
cP 0u0
dT dx
dT x : dx 0,T T0 x 0 :T TB
• 进行一次积分可得
( dT
dx
)
cP 0u0 (T
T0 )
• 再次进行积分求解可得
0u0cp x
影响火焰正常传播速度的主要因素 -燃料化学结构的影响
对于饱和碳氢化合物（烷烃类），其最大 火焰速度(0.7m/s)几乎与分子中的碳原子 数n无关；
对于一些非饱和碳氢化合物（无论是烯烃 还是炔烃类），碳原子数较小的燃料，其 层流火焰速度却较大。
差异是由热扩散性不同所造成，这种热扩 散性和燃料分子量有关。
cos
dr
uH
(dr)2 (dz)2 w
dz w2 uH 2
dr
uH
w 2
uH
1 dz w dr uHΒιβλιοθήκη • 火焰形状z
1 uH
w0
wR R r
w0 3
R
r3 R2
•火炬着火区长度计算公式
自然现象动画片中出现的自然现象
自然现象动画片中出现的自然现象，少数可以采用特技摄影或电脑特效的办法来解决，但绝大部分还需由原画、动画人员画出来。
因此，原动画应当懂得各种自然现象的运动规律，掌握表现自然现象的基本技法。
下面，分别讲述动画片中经常接触到的风、火、雷、雨、雪、水、云、烟（爆炸）等八种自然现象运动规律和表现方法。
风风是日常生活中常见的一种自然现象。
空气流动便成为风，风是无形的气流。
一般的讲，人们是无法直接辨认风的形态的，气流的运动，风的强弱，必须通过被风吹动的物体所产生的运动来表现。
我们研究风的运动规律，掌握表现风的方法，实际上就是研究被风吹动的各种物体的运动规律。
例如：威风吹动女孩的头发、纱巾、衣杉；吹动的旗帜、绸带等。
又如：打开窗户、风吹起窗帘、吹起桌子上的一叠纸张。
再如：狂风吹得大树摆动等。
风的表现方法，可以分为以下四种。
1、运动线表现法凡是被风吹起质地比较轻薄的物体，脱离了它原来固定的位置，便会在空中随风飘扬。
例如：被风吹落的树叶、羽毛、吹起的纸张等。
在表现这类动作时，必须先画出该物体的运动线，并且计算出这一组动作的运动时间。
运动线大小幅度的变化和动作速度，应根据风力的强弱和物体本身的质地而定。
在运动线上，确定被风吹起物体物体动作的,转折点（原画），算出每张原画之间需加动画的张数。
等到全部中间画完成，动作连续起来，就达到被风吹落物体在空中飘荡的效果，也就是风的效果。
虽然没有具体去画风，却使人们从物体运动中感觉到风的存在。
2 曲线运动表现法凡是被风吹起质地柔软轻薄的物体，它的一端并未离开固定的位置，只是另异端所产生的运动和变化。
例如：挂在窗上的窗帘、旗杆上的彩旗、身上的绸带等。
在表现这类物体被风吹动的动作时，必须采用曲线运动的表现方法。
这样，既表现了风的效果，又体现出柔软物体的质感。
3流线表现法动画片中，表现大风、狂风、旋风的运动。
例如：大风吹起地面上的纸、沙土、碎石；狂风猛烈地冲击茅屋、大树、；旋风卷着空中的雪花、树叶；以及猛烈旋转着的龙卷风，可把地面上的人、畜、器物卷到空中等等。
燃烧流体力学对火灾蔓延规律的解析
燃烧流体力学对火灾蔓延规律的解析引言火灾是一种常见而危险的事故，经常导致人员伤亡和财产损失。
了解火灾的蔓延规律对于预防和控制火灾具有重要意义。
燃烧流体力学是研究火灾蔓延过程的关键学科，通过分析燃烧过程中的热、质量和动量传递，可以揭示火灾蔓延机理、特征和影响因素。
本文将探讨燃烧流体力学对火灾蔓延规律的解析，以期为火灾预防和控制提供科学依据。
火灾蔓延机理火灾蔓延是指火焰和烟气从起火点向周围环境传播。
燃烧过程中，热量通过传导、对流和辐射的方式传递给周围物体，使其温度升高，从而引发新的燃烧和火灾蔓延。
火灾蔓延受到多种因素的影响，包括物体的燃烧性质、环境条件、空气流动等。
燃烧流体力学通过对火焰和烟气传播过程中的热、质量和动量传递进行研究，揭示了火灾蔓延的基本规律。
热传递过程在火灾蔓延过程中，热量的传递对火焰和烟气的温度和速度具有重要影响。
热传递过程包括传导、对流和辐射。
传导是指热量通过物体的直接接触传递，对火灾蔓延的影响主要在颇小距离范围内；对流是指热量通过流体的运动传递，对火灾蔓延的影响主要在空气流动较强的情况下；辐射是指热量通过电磁波辐射传递，对火灾蔓延的影响主要在空气流动较弱的情况下。
燃烧流体力学研究了不同热传递过程之间的相互作用和影响，揭示了火灾蔓延过程中热量传递的规律。
质量传递过程火灾蔓延过程中，烟气的生成和运动对火灾蔓延具有重要影响。
烟气的生成是指燃烧过程中产生的烟雾和气体物质，对火灾蔓延的影响主要表现为燃烧速度和火焰温度的变化；烟气的运动是指火焰和烟雾的流动过程，对火灾蔓延的影响主要体现在火焰的形态和火灾的扩散速度。
燃烧流体力学研究了烟气的生成和运动规律，揭示了火灾蔓延过程中质量传递的特点。
动量传递过程火灾蔓延过程中，火焰和烟气的运动对火灾的形态和扩散具有重要影响。
火焰的运动是指火焰的形变和移动过程，对火灾蔓延的影响主要表现为火焰的高度和速度的变化；烟气的运动是指火焰和烟雾的流动过程，对火灾蔓延的影响主要体现在火灾的扩散速度和范围。
燃烧理论第四讲火焰传播理论
湍流火焰模型
(a)小尺度湍流；(b)、(c)大尺度湍流； (d)容积湍流燃烧
1—燃烧产物；2—新鲜混气；3—部分燃尽气体
三、层流火焰传播速度的测定
层流火焰传播速度不能用精确的理论公式来计算。通常是
依值靠，实有验时方也法可测依得照单经一验燃公气式或和混实合验燃数气据在计一算定混条合件气下的的火焰Sn
传播速度。
尚于缺几少乎完不全可符能合得到Sn定严义格的的测平定面方状法火。焰精面确。测量Sn的困难在 测定Sn的实验方法，一般可归纳为静力法和动力法两类。 （一）、静力法测定Sn
1、管子法 静力法中最直观的方法是常用的管子法，测定时，用电影 摄影机摄下火焰面移动的照片，已知胶片走动的速度和影
与实物的转换的比例，就可算出可见火焰传播速度Sv。在
管径越大，管壁散热对火焰传播 速度的影响越小，如焰面不发生 皱曲，则随着管径的增大火焰传
播但速实度际上上升管，径并增趋大向时于焰极面限要值发生Sn。
皱曲。管径越大，焰面皱曲越烈
，升因。而Sv值随管径的增加而不断上
当管径小到某一极限值时，向管 壁的散热大到火焰无法传播的程
度。，临这界时直的径管在径工称程为上临是界有直意径义的dc
，可利用孔径小于临界直径值的 金属网制止火焰通过。
图2-22 火焰传播速度与管径 的关系
管子法测得的可见火焰传播速度与燃气空气混
合物成分的关系(d=25.4mm)
l—氢；2—水煤气；3—一氧化碳；4—乙烯；5—炼焦煤气；6—乙烷 ；7—甲烷；8—高压富氧化煤气
2、皂泡法
将已知成分的可燃均匀混合气注入皂泡中，再在中心用电 点火化点燃中心部分的混合气，形成的火焰面能自由传播 (气体可自由膨胀)，在不同时间间隔出现半径不同的球状 焰面。用光学方法测量皂泡起始半径和膨胀后的半径，以 及相应焰面之间的时间间隔。即可计算得火焰传播速度。
火灾燃烧原理了解火势蔓延规律
火灾燃烧原理了解火势蔓延规律火灾是一种常见的自然灾害，它不仅造成巨大的财产损失，还会威胁人们的生命安全。
为了更好地理解火灾的燃烧原理和火势的蔓延规律，我们需要对火灾的形成、燃烧过程以及蔓延过程进行深入的了解。
一、火灾的形成火灾的形成是由三要素构成的火灾三角，即燃料、氧气和点火源。
燃料是火灾的能源，可以是固体、液体或气体，而火灾常见的燃料包括木材、石油、天然气等。
氧气是让火焰燃烧所必需的气体，通常来自于空气中的氧分子。
点火源是引发火灾的诱因，它可以是明火、高温、电火花等。
二、火灾的燃烧过程火灾的燃烧过程可以分为点火、蓄热和自持燃烧三个阶段。
点火阶段是指燃烧产生的能量大于能量损失的阶段。
当点火源接触到燃料，并且温度达到了燃点时，就会引发燃烧反应。
在这一阶段，燃料会发生明火，同时产生大量的热能。
蓄热阶段是指燃烧能量减少，而能量损失增加的阶段。
在这一阶段，燃料被加热并燃烧，释放出的热能会进一步加热周围的燃料，形成火苗。
自持燃烧阶段是指燃烧持续不断，火焰能够自持的阶段。
在这一阶段，燃烧反应会不断释放热能，使燃料继续燃烧。
三、火势的蔓延规律火势的蔓延规律可以分为传导传热、对流传热和辐射传热三个方面。
传导传热是通过物质的直接接触传递热量的方式。
当火灾发生时，燃烧的物质会传导热量到周围的燃料，使其达到点燃温度，进而引发蔓延。
对流传热是通过流体的对流运动传递热量的方式。
火灾时，燃烧产生的热气体会往上升，并带动周围的冷空气下沉，形成对流运动。
这样，热气体就能够将热量传递给周围的燃料，促进火势的蔓延。
辐射传热是通过电磁波辐射的方式传递热量。
火灾时，燃烧的物质会产生大量的热辐射，并将热量传递给周围的燃料，使其达到点燃温度。
这种辐射传热是火势蔓延中最迅速的方式之一。
同时，还有空气中的氧气与燃烧产物的烟气反应产生的火焰的吸入、带火与物体跨接的方式，也会对火势的蔓延起到一定的促进作用。
四、火灾燃烧原理的应用对火灾燃烧原理的深入了解可以帮助我们更好地应对火灾，并在火灾风险评估和火灾预防方面起到重要的参考作用。
第8章 火焰的稳定理论
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设流过截面积为A的可燃混合气射流的质量流量 为 A0 w ，若 w 是射流容积为V的某种平均化 学反应速率，则可燃混合气体由于化学反应而 消耗的速度将是 wV 。如果气流速度大于这 一反应消耗速度就将产生吹熄现象。因此，为 了维持火焰的稳定就必须
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火焰顶部的形状
试验发现，火焰顶部也不成尖锥形，而一般形成 一个圆角。这可以用和上面同样的道理解释。
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c mix i (10)
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此外，未燃混合气在回流区外缘与燃气相接触直 到点燃为止的接触时间为： 或
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k l / wl (11)
k Lre / wl (12)
wl—邻近回流区的未燃混合气沿回流区边界的流 速； l—着火点离稳定器的距离； Lre—回流区的长度。 如果使未燃混合气着火所需的时间τc小于未燃混 合气与高温已燃气体相接触的时间τk，则可就 保证未燃混合气不断被点燃从而获得稳定的火 焰。
第四章 燃气燃烧的火焰传播火焰的传播方式法向火焰传播速度的测
静力法
让可燃混合气体在管子里点燃。根据从 一端燃烧到另一端的长度及时间，可以计 算出燃烧速度。这种测量方法叫静力法。
❖ (一)管子法
静力法中最直观的方法是常用的管子法，所用仪 器如图所示
❖ 管中充满可燃混合物，一端封闭，另一端与装有惰 性气体的容器4相连。
❖ 测定Sn时，打开阀门2，并用火花点火器3点燃混合 物。
混合气体爆炸
❖ 可燃气体或蒸汽与空气按一定比例均匀 混合，而后点燃，因为气体扩散过程在燃烧 以前已经完成，燃烧速率将只取决于化学反 应速率。
爆燃
❖ 可燃气体与空气的混合物由火源点燃， 火焰立即从火源处以不断扩大的同心球的形 式自动扩展到混合物存在的全部空间，这种 以热传导方式自动在空间传播的燃烧现象称 为爆燃。
表4-1 燃气与空气混合物的最大燃烧速度
(二)皂泡法
❖ 将可燃混合气注入皂泡中，再点燃中心部分的 混合气，不同时间间隔出现半径不同的球状焰。 用光学方法测量皂泡起始半径R0和膨胀后的半径 RB，以及相应焰面之间的时间间隔，即可计算得 火焰传播速度。
（4－15）
(三)球形炸弹法
❖ 球弹中可燃混合气点燃后火焰扩散时其内部压力 逐步升高。根据记录的压力变化和球状焰面的尺寸， 可算得火焰传播速度。
第四章 燃气燃烧的火焰传播
火焰的传播方式 法向火焰传播速度的测定 法向火焰传播速度的影响因素 火焰传播浓度极限概念和影响因素 紊流火焰的传播特点
火焰的传播的概念
❖ 焰面不断向未燃气体方向移动，使每层气体都相继 经历加热、着火和燃烧的过程，从而把燃烧扩展到 整个混合气体中去，这种现象称为火焰的传播。
（2）激光测速法
激光测速的基本原理是利用光学多普勒效应， 当一束激光照射到流体中跟随一起运动的微粒上时， 激光被运动着的微粒所散射，散射光的频率和入射 光的频率相比较，就会产生一个与微粒运动速度成 正比的频率偏移。如果测得频率偏移，就可换算成 速度。因为微粒速度与流体速度相同，所以即可得 到流场中某一测点的流速。
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2、大火运动——大火有多个火头，火势大，变化多。
可看作是若干个小火和中火的集合体。
画大火要处理好整体与局部的关系，大火中小火苗的变化 要比总体形态的变化多。
火焰的顶部形态会出现参差不齐的状况。 表现大火时，每一张原画和动画都应当注意符合曲线运动
规律，切勿简单循环。 为了体现大火的层次和立体感，上色时可分成2-3种颜色。
大火示意 1 ——注意整体变化
大火示意 2
大火示意 3
运动规律
火的运动
一、火的运动形态
火是可燃物体在燃烧时发出的光和焰，由燃烧的 微粒和气体组成。
火的运动形态有以下七种： ①扩张 ②收缩 ③摇晃 ④上升 ⑤下收 ⑥分离 ⑦消失
扩张
收缩
摇晃
上升 下收
分离
消失
二、火的三种表现方法
1、小火苗运动——单个火头，火苗较小，如蜡烛；
蜡烛熄灭示意
2、中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ运动——一个火头或几个紧靠的火头一