项目名称: 基于离散外微积分的薄壳复杂物理过程模拟

项目编号: No.61472170

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 计算机科学学科

项目作者: 孙晓鹏

作者单位: 辽宁师范大学

项目金额: 84万元

中文摘要: 薄壳物体的弯曲变形、折皱、碎裂、燃烧等复杂物理过程的动态模拟是图形学领域极具挑战性的难点问题。薄壳边界曲面的宽度与薄壳的厚度之比往往很高,其受力分析、能量分布与传导等数值模拟计算的收敛性和精准性均呈病态退化。常见薄壳物体如皮肤、纸张、树叶、布料、玻璃、铝罐、巧克力板等,具有弹性、塑性、脆性或者粘性等复杂物理性质,传统的有限元方法难以实现影视级真实感的高精度描述薄壳复杂物理过程在时间域和空间域的动态演变。 本项研究将基于离散外微积分理论建立薄壳物体弯曲变形、折皱、碎裂等复杂物理过程在时间域和空间域的动态几何演变的优化模型,并将给出有效、健壮、精度可控的离散数值解。薄壳轻便稳定坚固、承载力强、技术和经济效益显著、应用范围广泛,本项研究在提出新的图形学模拟理论和方法的同时,也将为土木建筑、机械化工、航空航天等领域的工程力学研究提供有效参考。

中文关键词: 薄壳;外微积分;复杂过程;物理模拟;离散模拟

英文摘要: Dynamic simulation of the bending, deformation, wrinkling, fracture, burning and other complex physical processes of thin shells is an extremely challenging and difficult problem of computer graphics.Because of the ratio of thin shell's boundary surface size to its thickness is very high, the convergence and accuracy of numerical simulation (such as stress analysis, energy distribution and transmitting, et al.) are pathological degradation. Common shell objects such as skin, paper, leaves, fabric, glass, aluminum cans, chocolate plates, etc., have some complex physical properties of elasticity, plasticity, brittleness, and viscidity, the classic finite element methods have lots of difficulties to address the dynamic evolution of the complex physical procedures of thin shells in the time domain and the spatial domain. Basing on the Discrete Exterior Calculus theory, this proposal will provide a dynamic optimization model to simulate a series of geometric evolutions of the complex physical procedures of thin shells both in the time domain and spatial domain, and will give some effective, robust discrete numerical solutions with controllable accuracy.Because of the firmness, lightweight, strong bearing capacity, significant technical efficiency and economic benefits, thin shells have a wide range of applications. The project will not only propose novel theory and methods for computer graphics simulation, but also provide a valid reference for the fields of civil, machinery, aerospace, engineering and mechanics.

英文关键词: Thin shell;Exterior calculus;Complex procedure;Physical simulation;Discrete simulation

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

北理工2022最新paper《基于对抗性复杂博弈的OODA环分析》
专知会员服务
121+阅读 · 2022年4月9日
【AAAI2022】一种基于状态扰动的鲁棒强化学习算法
专知会员服务
32+阅读 · 2022年1月31日
专知会员服务
112+阅读 · 2021年10月6日
专知会员服务
47+阅读 · 2021年8月4日
【经典书】数理统计学,142页pdf
专知会员服务
94+阅读 · 2021年3月25日
专知会员服务
104+阅读 · 2021年3月23日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年11月13日
《常微分方程》笔记,419页pdf
专知会员服务
70+阅读 · 2020年8月2日
内嵌物理知识神经网络(PINN)是个坑吗?
PaperWeekly
7+阅读 · 2022年2月14日
再谈变分自编码器(VAE):估计样本概率密度
PaperWeekly
3+阅读 · 2021年12月23日
从最小二乘法到卡尔曼滤波
PaperWeekly
1+阅读 · 2021年12月22日
重拾面向对象软件设计
阿里技术
0+阅读 · 2021年11月23日
借助新的物理模拟引擎加速强化学习
TensorFlow
1+阅读 · 2021年8月16日
【干货书】贝叶斯推断随机过程,449页pdf
专知
26+阅读 · 2020年8月27日
交通评价指标概略
智能交通技术
15+阅读 · 2019年7月21日
无人驾驶仿真软件
智能交通技术
21+阅读 · 2019年5月9日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
31+阅读 · 2021年3月29日
A Survey on Bayesian Deep Learning
Arxiv
60+阅读 · 2020年7月2日
Arxiv
11+阅读 · 2018年4月25日
小贴士
相关VIP内容
北理工2022最新paper《基于对抗性复杂博弈的OODA环分析》
专知会员服务
121+阅读 · 2022年4月9日
【AAAI2022】一种基于状态扰动的鲁棒强化学习算法
专知会员服务
32+阅读 · 2022年1月31日
专知会员服务
112+阅读 · 2021年10月6日
专知会员服务
47+阅读 · 2021年8月4日
【经典书】数理统计学,142页pdf
专知会员服务
94+阅读 · 2021年3月25日
专知会员服务
104+阅读 · 2021年3月23日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年11月13日
《常微分方程》笔记,419页pdf
专知会员服务
70+阅读 · 2020年8月2日
相关资讯
内嵌物理知识神经网络(PINN)是个坑吗?
PaperWeekly
7+阅读 · 2022年2月14日
再谈变分自编码器(VAE):估计样本概率密度
PaperWeekly
3+阅读 · 2021年12月23日
从最小二乘法到卡尔曼滤波
PaperWeekly
1+阅读 · 2021年12月22日
重拾面向对象软件设计
阿里技术
0+阅读 · 2021年11月23日
借助新的物理模拟引擎加速强化学习
TensorFlow
1+阅读 · 2021年8月16日
【干货书】贝叶斯推断随机过程,449页pdf
专知
26+阅读 · 2020年8月27日
交通评价指标概略
智能交通技术
15+阅读 · 2019年7月21日
无人驾驶仿真软件
智能交通技术
21+阅读 · 2019年5月9日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
31+阅读 · 2021年3月29日
A Survey on Bayesian Deep Learning
Arxiv
60+阅读 · 2020年7月2日
Arxiv
11+阅读 · 2018年4月25日
微信扫码咨询专知VIP会员