[发明专利]用于模拟多根纤维的方法和计算机可读介质

权利要求书

1.一种用于模拟多根纤维的配置变化的计算机实施方法，所述方法包括：

提供用于描述纤维的机械行为的计算模型；

获得与预定类型的纤维相关联的第一组纤维机械参数以与所述计算模型一起使用；

获得描述要模拟的所述多根纤维的形状和位置的第一几何信息；以及

使用所述计算模型模拟所述第一组纤维机械参数和所述第一几何信息、所述多根纤维的配置变化，以产生第二几何信息，

其中所述第一组纤维机械参数包括以下中的至少一者、任何两者或全部三者：

在所述预定类型的纤维之间的一个或多个摩擦系数；

所述预定类型的纤维之中的内聚力的测量值；以及

所述预定类型的纤维之中的粘合力的测量值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组纤维机械参数还包括以下中的至少一者、任何两者或全部三者：

与所述预定类型的纤维相关联的杨氏模量；

与所述预定类型的纤维相关联的剪切或扭转模量；以及

与所述预定类型的纤维相关联的弯曲模量。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第一组纤维机械参数还包括以下中的至少一者、任何两者或全部三者：

与所述预定类型的纤维相关联的直径；

所述预定类型的纤维的材料密度；以及

与所述预定类型的纤维相关联的横截面形状或椭圆度。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述模拟的配置变化包括以下中的至少一者：

所述纤维的运动；

所述纤维的机械操纵；

所述纤维的缩短或加长；以及

所述纤维的修改它们的机械行为的化学处理或物理处理。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：

提供数据库，所述数据库包括多种不同类型的纤维中的每一种的纤维机械参数组，

其中获得所述第一组纤维机械参数的步骤包括选择所述数据库中的组中的一组。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述数据库包括每种类型纤维的一个或多个附加的纤维机械参数组，

其中所述一个或多个附加的组中的每一组表征在相应的化学处理或物理处理之后该类型纤维的机械参数。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一几何信息和所述第二几何信息描述所述纤维中的每一根的多个段的位置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一几何信息从真实的纤维样本中获得，并且所述获得所述第一几何信息的步骤优选地包括以下中的至少一者：

微计算机断层扫描；

激光扫描；

IR成像；以及

光学相干断层扫描。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述计算模型包括以下中的至少一者：

每根纤维的Cosserat杆；

对每根纤维的基于有限元的描述；

每根纤维的基尔霍夫杆；以及

每根纤维的振荡器网络。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括基于所述模拟来渲染一个或多个图像，所述一个或多个图像示出所述配置变化之后的所述多根纤维。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多根纤维包括一束毛发或满头毛发。