基于波动方程的三维水体仿真模拟
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摘要
如何有效模拟3D水体表面的动态传播过程一直是数字流域的热点问题。从基于流体力学原理的简化方程出发,该方程与地震波动方程具有相似性,同时构建了对应的有限差分数值计算格式,并推导了稳定性条件。以较为剧烈变化的水面为初始边界条件,通过波动方程的数值迭代,构建了连续的、真实的、动态的水体传播场景。数值计算表明,基于波动方程水波模拟方法的模拟效果符合水波传播的物理规律,可以再现水体表面的动态变化过程,且计算效率较高。
How to effectively simulate the 3D water surface's dynamic propagating process is the hot problem in the domain of numerical flow.The paper starts from a simplified equation based on fluid mechanics principle,and verifies the similarity with the seismic wave equation,and constructs a corresponding finite difference numerical computational format and its stable condition.We take a dramatic ally changing water surface as our initial boundary condition.With the numerical iteration of the wave equation,we construct continuous,real,dynamic water propagating scenarios.The numerical computation results show that,the proposed method's simulating effect is in accordance with the laws of physics of wave propagation,and the surface water's dynamic changes can reappear with high computational efficiency.
引文
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