[发明专利]基于流体分析的流体参数估计方法

摘要

本发明提供一种基于流体分析的流体参数估计方法，包括了四个步骤：经验模态分解，用于把采集到的每一帧流体速度场分解成频率不同的模态，能够保持频域上的信息；流体速度场降维，对分解出的模态集合进行整合并压缩形成基，将三维空间中的计算投射到小规模的子空间中，大幅减少计算开销；流体仿真参数估计，根据欧拉流体仿真方法，利用已采集到的流体数据，在子空间中反推流体仿真的参数；重仿真或流体序列的编辑，利用反推出的流体仿真参数可复现采集到的流体序列，或进行参数、边界条件的修改，对流体序列进行编辑。本发明利用GPU来加速经验模态分解过程，并对该过程在三维空间内的实现做了改进，使得该过程能在可接受的时间内完成。

主权项

一种基于流体分析的流体参数估计方法，其特征在于：包括以下四个步骤：步骤(1)、经验模态分解：对已采集到的流体速度场每一帧进行三维空间上的经验模态分解，得到速度场在不同频率上的模态；步骤(2)、流体速度场降维：对各频率的模态集合做主成分分析，提取特征值最大的特征向量，将所有频率提取出特征向量收集在一个总体的集合中，经过标准正交化形成基，将每一帧速度场投影到该组基形成的子空间中，达到降维的目的；步骤(3)、流体仿真参数估计：将参数未知的不可压缩纳维‑斯托克斯方程投影到步骤(2)中得到的基组成的子空间中，根据降维后的每一帧速度场，估计出不可压缩纳维‑斯托克斯方程中的未知参数，其中该未知参数为黏度和外力；步骤(4)、重仿真或流体序列的编辑：使用步骤(3)中得到的参数，可以进行流体的重仿真，修改步骤(3)中得到的参数或者通过增加边界基，可以进行流体的编辑。