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基于CUDA的稳定流模拟  
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【英文题名】 Cuda Based Stable Fluid Simulation
【作者】 邹有;
【导师】 满家巨;
【学位授予单位】 湖南师范大学;
【学科专业名称】 计算机软件与理论
【学位年度】 2011
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 湖南师范大学
【网络出版投稿时间】 2011-10-08
【关键词】 CUDA; 稳定流; 火焰模拟; 可视化;
【英文关键词】 CUDA; Stable Fluid; Fire Simulation; Visualization;
【中文摘要】 基于物理的流体模拟一直是图形学界的研究重点,而这一类模拟都需要解决一个同样的问题——大规模数值计算。受计算机硬件的制约,以前的研究者的工作只能在一些小规模的、低维的模型上开展。随着影视、游戏等产业的发展,人们对规模更大的、细节更为丰富的高维动画需求日渐迫切,研究者们开始把精力投入到如何以最低的计算代价来实现高质量模拟上来。 基于物理的流体模拟计算中,由于数据间具有一定的独立性或复用性,研究者开始使用基于GPU的通用目的计算(GPGPU)来实现低代价的模拟。2007年NVIDIA公司发布了GPGPU计算环境——CUDA,为研究者提供了比以往GPGPU环境更简单易用的计算加速和图像渲染方案。 本文基于CUDA进行三维的稳定流模拟,以火焰模拟为线索,针对其中涉及到的速度场和温度场等复杂的计算内容,设计了基于CUDA的计算方案,对其中的大规模稀疏线性方程组,使用CUDA实现了雅可比、高斯-塞德尔和共轭梯度法三种方程求解器。针对火焰的颜色绘制、漩涡等问题,通过黑体辐射和增加漩涡限制因子解决,并针对其中的烟雾和焰心绘制提出了一种简便的绘制策略;针对可视化绘制问题,使用CUDA实现了基于光线投射的体绘制...
【英文摘要】 Physical based fluid simulation is one of the most important branches of computer graphics, and this type of simulation has to solve the same problem:a large-scale numerical computing. Subject to the constraints of computer hardware, the work of previous researchers can only carry out on some small-scale, low-dimensional models. As video, games and other industries developing, the need of larger, more details and higher dimensional animation is urgent, and then researchers began to put energy into finding a...
【更新日期】 2011-11-16

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