[发明专利]一种基于面网格的实时水滴仿真方法

权利要求书

1.一种基于网格的实时水滴仿真方法，其特征在于，该方法采用三角形面网格来表示水滴；通过变形操作模拟流体粘性和表面张力以及与固体接触时的接触角；然后通过网格操作实现网格的融合与分裂，并对网格进行优化。

2.根据权利要求1所述基于网格的实时水滴仿真方法，其特征在于，所述通过变形操作模拟流体粘性和表面张力以及与固体接触时的接触角，包括以下子步骤：

（1）对网格中每个顶点施加外力，包括重力、固体表面吸附力、摩擦力以及一部分粘滞阻力，这些外力用于修正顶点的速度和位置；

（2）隐式计算网格的平均曲率流；

（3）显式形成接触角，即水滴边缘与固体表面形成的角度；具体如下：首先搜索所有与固体表面接触的顶点，从中提取出接触线，并计算出接触线上每一点与固体表面所成的角度；如果角度大于最大角，则对该顶点施加向外的外力；如果角度小于最小角，则对该顶点施加向内的外力；

（4）对网格进行体积修正，对计算过程造成的体积损失通过局部和全局两种方法进行修正。

3.根据权利要求1所述基于网格的实时水滴仿真方法，其特征在于，所述通过网格操作实现网格的融合与分裂，并对网格进行优化包括以下子步骤：

（1）网格融合：具体如下：对于两个其包围盒相交的网格，找出两个网格相交的交线，将原网格沿着这条交线切开，并重新三角化；对每一个网格上的三角形，计算其位于另外一个网格的内部还是外部，将标记为内部的三角形删除，并将所有标记为外部的三角形合并成为一个新的网格；

（2）网格分裂：在进行边删除操作的过程中，如果删除一条边后，网格就不再是流形，则在此处将网格一分为二；具体如下：当要删除的边确定后，搜索其两个顶点的一环邻域，如果发现公共的顶点，并且这个顶点不属于与此边相邻的三角形，那么就在这三个顶点处插入新的顶点和三角形，使原网格分裂为两个新的网格；如果要删除的边所在的网格已经只是一个四面体，则将此四面体删除；

（3）网格优化：包括边折叠，边分裂，边翻转。