漫滩仿真方法、装置、计算机存储介质及电子装置与流程

本申请涉及流体仿真领域，具体而言，涉及一种漫滩仿真方法、装置、计算机存储介质及电子装置。

背景技术：

1、流体仿真一直以来是计算机图形学中的热门研究课题，流体仿真是指结合流体模拟的物理现象、方程和计算机图形学的方法来模拟海面、海浪、烟雾、漫滩等场景，被大量应用在现实生活中，例如广泛应用于科学研究、影视特效、军事仿真等领域。

2、为了使得对漫滩效果的仿真可以更加真实、高效，基于物理模型的仿真方法被大量提出。在相关技术中基于物理模型的仿真方法包含基于网格的欧拉方法等方法，然而此类方法对流体的细节处理粗糙，且仿真计算的计算方式复杂，工作量大。针对此类问题目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本申请提供一种漫滩仿真方法、装置、计算机存储介质及电子装置，以解决相关技术中进行流体仿真时的计算工作量大，且对流体的细节处理粗糙的问题。

2、根据本申请的一个方面，提供了一种漫滩仿真方法。该方法包括：实时通过水文设备监测河流的水文数据，根据水文数据计算漫滩点位置，获取漫滩点多个水粒子的初始运动参数；分别根据每个水粒子的初始运动参数以及水动力算法模型确定水粒子的位置坐标随时间变化的函数；分别根据每个水粒子的位置坐标随时间变化的函数确定位置坐标集合，得到多个位置坐标集合，其中，每个位置坐标集合包含一个水粒子在不同时间下的位置坐标；根据多个位置坐标集合中的数据进行漫滩点的水漫延推演。

3、可选地，在本申请实施例提供的漫滩仿真方法中，获取漫滩点多个水粒子的初始运动参数包括：获取漫滩点的位置信息关联的水文监测设备，并通过水文监测设备实时监测漫滩点的初始位置的水文数据；从水文数据中提取水粒子的至少以下之一初始运动参数：在初始时刻下的位置和速度。

4、可选地，在本申请实施例提供的漫滩仿真方法中，根据多个位置坐标集合中的数据进行漫滩点的水漫延推演包括：对于每个位置坐标集合，分别根据时间顺序连接位置坐标，得到水粒子的位移路径；由多个水粒子的位移路径进行漫滩点的水漫延推演。

5、可选地，在本申请实施例提供的漫滩仿真方法中，由多个水粒子的位移路径进行漫滩点的水漫延推演包括：获取漫滩点所在流域的三维模型，其中，三维模型中至少包括水面模型；根据多个水粒子的位移路径调整水面模型的水粒子的位置坐标。

6、可选地，在本申请实施例提供的漫滩仿真方法中，分别根据每个水粒子的初始运动参数以及水动力算法模型确定水粒子的位置坐标随时间变化的函数包括：设定水粒子的x方向的位置坐标随时间变化的函数x(t)、水粒子的y方向的位置坐标随时间变化的函数y(t)、以及水粒子的z方向的位置坐标随时间变化的函数z(t)；根据函数x(t)、函数y(t)、函数z(t)以及时间t确定水粒子的势能，根据水粒子的质量以及函数x(t)的导数、函数y(t)的导数以及函数y(t)的导数确定水粒子的动能；根据势能和动能确定水粒子的动势能差值，并根据水粒子的动势能差值以及水粒子在x、y、z方向的水动力算法模型分别求解函数x(t)、函数y(t)和函数z(t)。

7、可选地，在本申请实施例提供的漫滩仿真方法中，水粒子的初始运动参数包含初始时刻的位置和速度，根据水粒子的动势能差值以及水粒子在x方向的水动力算法模型求解函数x(t)包括：将动势能差值对函数x(t)的导数进行求偏导数，并根据偏导数的结果再对时间进行求导，得到第一结果；将动势能差值对x求偏导数，得到第二结果；将第一结果和第二结果代入水粒子在x方向的水动力算法模型，得到x方向的力与势能的关系，并根据x方向的力与势能的关系、x方向的牛顿第二定律以及水粒子在初始时刻的位置和速度求解函数x(t)。

8、可选地，在本申请实施例提供的漫滩仿真方法中，水粒子的初始运动参数包含初始时刻的位置和速度，根据水粒子的动势能差值以及水粒子在y方向的水动力算法模型求解函数y(t)包括：将动势能差值对函数y(t)的导数进行求偏导数，并根据偏导数的结果再对时间进行求导，得到第一结果；将动势能差值对y求偏导数，得到第二结果；将第一结果和第二结果代入水粒子在y方向的水动力算法模型，得到y方向的力与势能的关系，并根据y方向的力与势能的关系、y方向的牛顿第二定律以及水粒子在初始时刻的位置和速度求解函数y(t)。

9、可选地，在本申请实施例提供的漫滩仿真方法中，水粒子的初始运动参数包含初始时刻的位置和速度，根据水粒子的动势能差值以及水粒子在z方向的水动力算法模型求解函数z(t)包括：将动势能差值对函数z(t)的导数进行求偏导数，并根据偏导数的结果再对时间进行求导，得到第一结果；将动势能差值对z求偏导数，得到第二结果；将第一结果和第二结果代入水粒子在z方向的水动力算法模型，得到z方向的力与势能的关系，并根据z方向的力与势能的关系、z方向的牛顿第二定律以及水粒子在初始时刻的位置和速度求解函数z(t)。

10、根据本申请的另一方面，提供了一种漫滩仿真装置。该装置包括：监测单元，用于实时通过水文设备监测河流的水文数据，根据水文数据计算漫滩点位置，获取漫滩点多个水粒子的初始运动参数；第一确定单元，用于分别根据每个水粒子的初始运动参数以及水动力算法模型确定水粒子的位置坐标随时间变化的函数；第二确定单元，用于分别根据每个水粒子的位置坐标随时间变化的函数确定位置坐标集合，得到多个位置坐标集合，其中，每个位置坐标集合包含一个水粒子在不同时间下的位置坐标；推演单元，用于根据多个位置坐标集合中的数据进行漫滩点的水漫延推演。

11、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质用于存储程序，其中，程序运行时控制非易失性存储介质所在的设备执行一种漫滩仿真方法。

12、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子装置，包含处理器和存储器；存储器中存储有计算机可读指令，处理器用于运行计算机可读指令，其中，计算机可读指令运行时执行一种漫滩仿真方法。

13、通过本申请，采用以下步骤：实时通过水文设备监测河流的水文数据，根据水文数据计算漫滩点位置，获取漫滩点多个水粒子的初始运动参数；分别根据每个水粒子的初始运动参数以及水动力算法模型确定水粒子的位置坐标随时间变化的函数；分别根据每个水粒子的位置坐标随时间变化的函数确定位置坐标集合，得到多个位置坐标集合，其中，每个位置坐标集合包含一个水粒子在不同时间下的位置坐标；根据多个位置坐标集合中的数据进行漫滩点的水漫延推演，解决了相关技术中进行流体仿真时的计算工作量大，且对流体的细节处理粗糙的问题，通过水动力算法模型确定水粒子的位置坐标随时间变化的函数，进而达到了减少漫滩仿真工作量，提高漫滩仿真的精确度的效果。

技术特征：

1.一种漫滩仿真方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述漫滩点多个水粒子的初始运动参数包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述多个位置坐标集合中的数据进行所述漫滩点的水漫延推演包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由所述多个水粒子的位移路径进行所述漫滩点的水漫延推演包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别根据每个水粒子的初始运动参数以及水动力算法模型确定水粒子的位置坐标随时间变化的函数包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，水粒子的初始运动参数包含初始时刻的位置和速度，根据所述水粒子的动势能差值以及水粒子在x方向的水动力算法模型求解函数x(t)包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，水粒子的初始运动参数包含初始时刻的位置和速度，根据所述水粒子的动势能差值以及水粒子在y方向的水动力算法模型求解函数y(t)包括：

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，水粒子的初始运动参数包含初始时刻的位置和速度，根据所述水粒子的动势能差值以及水粒子在z方向的水动力算法模型求解函数z(t)包括：

9.一种漫滩仿真装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质用于存储程序，其中，所述程序运行时控制所述计算机存储介质所在的设备执行权利要求1至8中任意一项所述的漫滩仿真方法。

11.一种电子装置，其特征在于，包含处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述处理器用于运行所述计算机可读指令，其中，所述计算机可读指令运行时执行权利要求1至8中任意一项所述的漫滩仿真方法。

技术总结
本申请公开了一种漫滩仿真方法、装置、计算机存储介质及电子装置。该方法包括：实时通过水文设备监测河流的水文数据，根据水文数据计算漫滩点位置，获取漫滩点多个水粒子的初始运动参数；分别根据每个水粒子的初始运动参数以及水动力算法模型确定水粒子的位置坐标随时间变化的函数；分别根据每个水粒子的位置坐标随时间变化的函数确定位置坐标集合，得到多个位置坐标集合，其中，每个位置坐标集合包含一个水粒子在不同时间下的位置坐标；根据多个位置坐标集合中的数据进行漫滩点的水漫延推演。通过本申请，解决了相关技术中进行流体仿真时的计算工作量大，且对流体的细节处理粗糙的问题。

技术研发人员：尤勇敏,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：久瓴（上海）智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13