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港口仿真中的风力场模拟与系统建模技术研究

作　者: 韦启元
导　师: 王多强
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机技术
关键词: 港口仿真粒子系统碰撞检测风场模拟港口建模
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着虚拟仿真技术的不断发展,对风力场的的模拟的真实性要求也越来越高,因此研究真实度更高的风力场模拟模型具有重要的现实意义。但是现在应用比较广泛的几种风力场的模型都有着各自的缺陷,难以胜任风力较小及要求精度比较高的情况下的风场模拟,比如说港口环境的风力场的模拟。针对这种特殊的要求,本文使用了基于粒子系统的风力场模型来模拟风场,同时完成了港口环境的建模设计以实现港口环境的仿真模拟。在研究了粒子系统和碰撞检测的基本原理和现有算法的基础上,分析了粒子系统的碰撞检测原理,并设计了粒子的基于AABB树层次包围盒的碰撞检测算法。然后以粒子作为风力场中施力体为想法,并用粒子对物体的碰撞作为施力方式,提出了基于粒子系统的风力场模型。通过设计粒子的属性来构建合适的风场,分析粒子的运动方式和粒子对物体的碰撞检测来确定物体的运动方式,建立了基于粒子系统的风力场模型。之后实现了粒子发射器和基于AABB树层次包围盒的粒子碰撞检测算法,并将它们组合在一起,实现了设计的风力场模型。而且将设计的风力场模型和常用的风压模型做了在港口环境下的比较,说明了各自的优劣。最后介绍了港口模型的层次划分、模型绘制、模型组装及模型的导出的工作,并说明了实际港口实时数据在内存中读写的原理和方法。以桥吊为例对港口设备的内存数据进行了说明,并在三维程序中实现了鼠标对物体的拾取。基于粒子的风力场模型在港口环境下相对于风压风场能取得更加真实仿真结果,对于以后的风力场的模拟有一定的借鉴意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 课题的背景和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
  1.3 本文主要研究工作及组织架构  13-15
2 粒子系统和碰撞检测的基本原理分析  15-24
  2.1 粒子系统的原理  15-19
  2.2 碰撞检测的基本原理和一般性方法  19-23
  2.3 本章小结  23-24
3 基于粒子系统的风力模拟模型的设计  24-34
  3.1 风力场中粒子的属性设计和运动规律分析  24-26
  3.2 碰撞检测的算法设计  26-31
  3.3 风力场中的作用力受力分析  31-33
  3.4 本章小结  33-34
4 基于粒子系统的风力场模型实现  34-46
  4.1 粒子系统的实现  34-37
  4.2 碰撞检测设计和实现  37-41
  4.3 风场的实现与测试结果分析  41-45
  4.4 本章小结  45-46
5 虚拟现实港口系统建模  46-57
  5.1 三维模型的创建  46-51
  5.2 内存信息读取  51-54
  5.3 鼠标拾取  54-56
  5.4 本章小结  56-57
6 总结和展望  57-59
  6.1 总结  57
  6.2 展望  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-63

港口仿真中的风力场模拟与系统建模技术研究

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