方贵盛，郑高安

(浙江水利水电学院 机械与汽车工程学院，浙江 杭州 310018)

基于SPH的水体交互三维虚拟仿真

方贵盛，郑高安

(浙江水利水电学院 机械与汽车工程学院，浙江 杭州 310018)

水体与复杂边界物体相互作用时的运动情况非常复杂.目前用基于网格的方法很难准确有效地实现三维模拟.采用基于无网格的光滑粒子动力学方法，通过求解纳维—斯托克斯方程，在VC++和OpenGL编程环境下，实时动态模拟了水体相互碰撞、水流通过圆形桥墩、水流通过丁坝时的三维动作效果.通过与实际水流模拟实验观察效果相比较，验证了所实现算法的有效性，说明SPH方法可广泛应用于水体复杂运动过程模拟，并可用于解决工程实际问题.

纳维—斯托克斯方程；光滑粒子动力学；水体；虚拟仿真

水作为自然界中一种常见的物质，对其研究和仿真具有重要的理论意义和实用价值.由于水在形态上是不规则的，同时也是动态变化的，因此水体的建模与仿真一直是计算机图形学中的一个研究难点，同时也是真实感图形学领域的一个研究热点[1-2].

水体虚拟仿真建模方法包括了基于几何曲面的方法[3]、基于波形函数的方法[4]、基于海浪谱的方法[5]、基于粒子系统的方法[6]、基于物理模型的方法[7-9]等.近年来，随着计算机软硬件技术的发展，基于流体动力学的方法被广泛应用于流体的仿真，取得了良好的效果.本文采用了光滑粒子动力学方法，通过求解纳维—斯托克斯方程，在VC++和……