[发明专利]一种基于热力学模型的固体燃烧过程模拟方法

权利要求书

1.一种基于热力学模型的固体燃烧过程模拟方法，其特征在于包括以下四个步骤：

步骤（1）、燃烧模拟预计算：通过由Normal Map所描述的物体表面细节几何特征，对漫反射纹理进行预处理，计算出燃烧以后物体表面的漫反射纹理，并根据三维网格模型的几何结构，预计算后续仿真所需的三角面片面积的；

步骤（2）、物体表面的火焰扩散计算：通过将热力学模型与三维网格模型表面的测地距离计算模型相结合，迭代计算火焰在三维网格模型表面的燃烧扩散状态，并将其以纹理形式储存到显存中，以便于GPU加速计算使用；

步骤（3）、燃烧物体的形变计算：根据步骤（2）中计算得到的火焰扩散状态，通过使用弹簧质点模型和描述燃烧形变的物理模型来计算三维网格模型的形变；弹簧质点模型用于计算形变时三维网格模型顶点间的相互作用力，基于可移动欧拉网格的烟雾模拟和燃烧形变模型则主要用于计算燃烧分解导致的形变作用力，计算结果以纹理形式存储到显存中；

步骤（4）、火焰和燃烧物体的真实感绘制：使用步骤（1）中预计算得到的漫反射纹理和步骤（2）、步骤（3）中得到的火焰扩散状态和形变状态对虚拟场景中的物体和火焰进行真实感绘制。

2.根据权利要求1所述的基于热力学模型的固体燃烧过程模拟方法，其特征在于：步骤（1）中所述的预处理方法，该方法使用Normal Map来构造出模型表面的细节模型，然后使用γ粒子来轰击该模型，通过迭代计算粒子在模型表面的碰撞状态来得到燃烧对漫反射纹理的影响。

3.根据权利要求1所述的基于热力学模型的固体燃烧过程模拟方法，其特征在于：步骤（2）中所述的刻画燃烧过程中能量在多边形表面传递的热力学模型，并将由该模型计算得到的燃烧扩散状态以动态浮点纹理的形式存储在显存中进行便于GPU并行加速的组织管理。

4.根据权利要求1所述的基于热力学模型的固体燃烧过程模拟方法，其特征在于：步骤（3）中所述的通过结合弹簧质点模型和燃烧形变物理模型来计算燃烧形变，并基于双重深度缓存来避免形变网格出现自相交现象。