[發明專利]一種基于縱向切分的風吹無葉樹的搖曳模擬方法

有效

• 申請號: 201510069829.1
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104616337B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 王映輝;唐婧;張緩緩;郝雯;寧小娟;石爭浩;趙明華;周紅芳
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06T13/60
• 分類號: G06T13/60
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 李娜

1.一種基于縱向切分的風吹無葉樹的搖曳模擬方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1、結合大氣動力學和噪聲技術，建立風場模型及給出風力計算方法；

步驟2、采用縱向切分的方法劃分無葉樹，無葉樹模型的劃分具體為：

步驟2.1、初始化狀態位sum＝1，每一等份無葉樹受到的風速為speed_i＝0，并備份為copyspeed_i＝0，以區別不同狀態下每一等份受到的風速；其中，sum為第sum次計算風速，i為無葉樹劃分的等份數；

步驟2.2、計算樹干骨架點到風源的距離：

假定風與Z軸正向的夾角為zWind，從Z軸正向往下看，風與X軸的逆時針夾角為xWind，根據球坐標系建立風的單位向量：

nF→=sin(zWind)cos(xWind),sin(zWind)sin(xWind),cos(zWind),]]>

風向在XOY面上的投影向量為

樹干骨架點到風源的距離為：

d＝|cos(xWind)·x₀+sin(xWind)·y₀+C|(5)

取最小值d_min，閾值sheld＝d_min/2，狀態位j＝2，同時備份風速speed_i的值到copyspeed_i中，其中j表示無葉樹的第j等份；

步驟2.3、將所有到風源的距離小于sheld的樹干骨架點和樹枝所在圓環圓心歸為第一等份，記為unit₁；根據初始風速計算風吹過第一等份所花費的時間t_sum，并將衰減后的風速存入speed₁中，sum++；如果此時unit₁受到的風速copyspeed₁≠0，表示還需繼續劃分，轉到步驟2.4；如果copyspeed₁＝0，表示劃分結束，并轉到步驟2.2；

步驟2.4、閾值sheld＝sheld+copyspeed_j-1·t_j，將所有到風源的距離小于sheld的樹干骨架點和樹枝所在圓環圓心歸為第j等份，記為unit_j；根據風速copyspeed_j-1計算風吹過第j等份后的風速，并存入speed_j中，j++；如果此時unit_j受到的風速copyspeed_j≠0，表示還需繼續劃分，重復步驟2.4，直到j＞sum；如果copyspeed_j＝0，表示劃分結束，并轉到步驟2.2；

步驟3、利用懸臂梁模型分別模擬每一等份內的樹干和樹枝的運動，通過疊加每一等份的運動來實現風場內整個無葉樹聯動的模擬。