主页期刊介绍编委会编辑部服务介绍道德声明在线审稿编委办公编辑办公English
2018-2019年专刊出版计划 微信服务介绍 最新一期:2019年第10期
     
在线出版
各期目录
纸质出版
分辑系列
论文检索
论文排行
综述文章
专刊文章
美文分享
各期封面
E-mail Alerts
RSS
旧版入口
中国科学院软件研究所
  
投稿指南 问题解答 下载区 收费标准 在线投稿
柳有权,刘学慧,吴恩华.基于GPU带有复杂边界的三维实时流体模拟.软件学报,2006,17(3):568-576
基于GPU带有复杂边界的三维实时流体模拟
Real-Time 3D Fluid Simulation on GPU with Complex Obstacles
投稿时间:2004-09-02  修订日期:2005-02-25
DOI:
中文关键词:  图形硬件  GPU  可编程性  纳维-斯托克斯方程组  三维流动模拟  实时
英文关键词:graphics hardware  GPU(graphics processing unit)  programmability  Navier-Stokes equation  3D fluid simulation  real-time
基金项目:Supported by the National Natural Science Foundation of China under Grant Nos.60223005,60033010(国家自然科学基金);the National Grand Fundamental Research 973 Program of China under Grant No.2002CB312102(国家重点基础研究发展规划(973));the Research Grant of University of Macau(澳门大学资助项目)
作者单位
柳有权 中国科学院软件研究所计算机科学重点实验室,北京,100080
中国科学院研究生院,北京,100049 
刘学慧 中国科学院软件研究所计算机科学重点实验室,北京,100080 
吴恩华 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系,澳门 
摘要点击次数: 3561
全文下载次数: 4251
中文摘要:
      在GPU(graphics processing unit)上求解了复杂场景中的三维流动问题,充分利用了GPU并行能力以加速计算.与前人的方法不同,该方法对于边界条件的处理更为通用.首先,通过在图像空间生成实心的剖切截面构成整个障碍物信息图,算法使得流体计算与整个几何场景的复杂度无关,通过对各体素进行分类并结合边界条件,根据障碍物形成修正因子来修改对应的值;另外,采用更为紧凑的数据格式,以充分利用硬件的并行性.通过将所有标量的运算压缩到纹元的4个颜色通道并结合平铺三维纹理,减少了三维流场计算所需要的绘制次数.实验结果显示出算法的有效性和高效率.该算法可以实时计算并显示一个采用中等规模离散的复杂场景.
英文摘要:
      This paper, solves the 3D fluid dynamics problem in a complex environment by taking advantage of the parallelism and programmability of GPU (graphics processing unit). In difference from other methods, innovation is made in two aspects. Firstly, more general boundary conditions could be processed on GPU in the method. By the method, the boundary from a 3D scene with capped solid clipping is generated, making the computation run on GPU despite of the complexity of the whole geometry scene. Then by grouping the voxels into different types according to their positions relative to the obstacles and locating the voxel that determines the value of the current voxel, the values on the boundaries are modified according to the boundary conditions. Secondly, more compact structure in data packing is designed at the fragment processing level to enhance parallelism and reduce execution passes. The scalar variables including density and temperature are packed into four channels of texels to accelerate the computation of 3D Navier-Stokes Equations. The test results show the efficiency of the method, and as a result, it is feasible to run middle-scale problems of 3D fluid dynamics in an interactive speed for more general environment with complex geometry on PC platform.
HTML  下载PDF全文  查看/发表评论  下载PDF阅读器
 

京公网安备 11040202500064号

主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会 京ICP备05046678号-4
编辑部电话:+86-10-62562563 E-mail: jos@iscas.ac.cn
Copyright 中国科学院软件研究所《软件学报》版权所有 All Rights Reserved
本刊全文数据库版权所有,未经许可,不得转载,本刊保留追究法律责任的权利