[发明专利]基于物理的物体交互式燃烧模拟方法

权利要求书

1.一种基于物理的物体交互式燃烧模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采用流体力学理论绘制火焰；

2)模拟火焰在物体上的蔓延，所述火焰在物体上的蔓延的模拟是一种基于梯度变化的火焰在物体上的蔓延模型；所述基于梯度变化的火焰在物体上的蔓延模型为：将物体划分为离散的单元格，每个单元格的状态有三类：燃烧状态、燃烧过的状态及未燃烧状态；着火点即为在当前时间间隔内处于燃烧状态的单元格；着火点向邻域单元格蔓延的速度与该区域纸张结构的梯度变化相关，采用下式进行计算：V＝V₀·(1-C_v·grad²)，其中，V₀为常数，表示当前着火点与邻域单元格位于同一水平直线上时的蔓延速度；C_v为蔓延系数；grad为两单元格之间的梯度；

3)模拟燃烧界面的演变，所述模拟燃烧界面的演变是采用基于水平集理论的方法描述物体形状变化的，所述水平集理论的方法是指：水平集在平面上描述一个封闭的曲线Γ，这是通过函数 来隐性地改变Γ所实现的： 物体的边界即是 的零级水平集，而该物体本身就是 函数值大于或等于零的点的集合；

4)对燃烧引起的物体变形进行模拟，所述燃烧引起的物体变形进行模拟的步骤为：

a.将物体每个单元格的属性、分解以及受热参数映射到该单元格的一对FFD(Free FormDeformation)控制顶点；

b.根据映射到这一对控制顶点上的受热差异与分解差异来计算该区域的变形程度；

c.通过对控制顶点的位置的控制来相应地改变物体的每个单元格的位置。

2.根据权利要求1所述的基于物理的物体交互式燃烧模拟方法，其特征在于，所述步骤1)中采用流体力学理论绘制火焰是指基于Navier-Stokes方程组对火焰的运动进行建模，再基于环境的光照条件计算火焰中每一点的辐射强度的值，并根据光谱转换原理将其转换为RGB颜色值在绘制屏幕上显示。