室外環(huán)境下水災(zāi)仿真技術(shù)的研究.pdf

1、流體仿真以及大規(guī)模的人群行為模擬一直是計算機(jī)圖形學(xué)的難點與重點，經(jīng)過研究者的大量的數(shù)據(jù)分析與鉆研，提出了各種各樣的理論與算法。本文將流體仿真以及大規(guī)模人群行為模擬進(jìn)行結(jié)合，對水災(zāi)環(huán)境中，大規(guī)模人群行為仿真技術(shù)進(jìn)行研究，借鑒了目前比較常用的理論成果，并在前人研究的基礎(chǔ)上做出了一些改進(jìn)，盡可能的提高真實度以及降低計算開銷，在真實度以及計算開銷中達(dá)到了較好的平衡。文本的主要工作分為流體仿真與行為規(guī)劃兩個方面，本文的創(chuàng)新之處在于，群體建模方面，

2、提出了一種動態(tài)分組的方法，比較貼近現(xiàn)實情況；路徑規(guī)劃方面提出了一種遠(yuǎn)距離試探的算法，使得行為個體之間的碰撞避免更加真實。具體工作分為以下內(nèi)容：
　　1.分析了描述流體運動的兩種常用方法—歐拉法以及拉格朗日法，采用了目前最常用的描述流體運動的一種模型—Navier-Stokes方程，并且對N-S方程進(jìn)行了推導(dǎo)與分析。
　　2.本文對流體與障礙物的交互進(jìn)行了研究，采用了一種流固耦合方程對流體與固體耦合后的速度進(jìn)行計算。在流固耦合

3、前，需要判斷流體域的邊界網(wǎng)格是否包含固體障礙物，這就需要用到體素化，本文的體素化分為內(nèi)外體素化與速度體素化。在流固耦合的過程中，還需要設(shè)定邊界條件，本文使用自由滑動邊界條件對邊界進(jìn)行處理。
　　3.本文通過對現(xiàn)實生活中人群行為特征的研究，綜合前人在這方面的權(quán)威研究成果，總結(jié)出行人在正常情況下以及危險情況下的行為特征，既存在共性又表現(xiàn)出個性。在人群行為建模方面，本文參考了ViCrowd模型的思想，并在ViCrowd模型上進(jìn)行了改進(jìn)與

4、完善，提出了一種動態(tài)分組的方式，綜合考慮了影響組內(nèi)行為個體的速度的各種因素，對速度多樣化進(jìn)行了分析。
　　4.在路徑導(dǎo)航方面，本文運用了勢能場導(dǎo)航思想，對行為個體進(jìn)行路徑導(dǎo)航，并且單獨對流體的勢能場進(jìn)行了處理，提出了一種遠(yuǎn)距離試探的方式來進(jìn)行碰撞檢測，使得行為個體之間的碰撞避免更顯自然。
　　綜合以上研究內(nèi)容，實現(xiàn)了室外環(huán)境下水災(zāi)仿真系統(tǒng)，并對實驗結(jié)果進(jìn)行了分析以及總結(jié)，最后，提出了研究工作中尚需完善的方面并對以后的工作內(nèi)容