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龙图腾网恭喜山东大学申请的专利一种流体和薄膜固体的交互仿真方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118780097B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411272944.4，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种流体和薄膜固体的交互仿真方法及系统是由周元峰;杨少娟设计研发完成，并于2024-09-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种流体和薄膜固体的交互仿真方法及系统在说明书摘要公布了：本发明涉及计算机仿真技术领域，公开了一种流体和薄膜固体的交互仿真方法及系统，方法包括：基于真实薄膜固体，构建薄膜固体模型，初始化薄膜固体信息，建立薄膜固体模型的约束条件；基于真实流体，构建流体的初始信息，建立流体的约束条件；采用基于位置的流体算法，根据流体的约束条件对流体进行计算，得到流体的相关信息；采用扩展的基于位置动力学算法，根据薄膜固体模型的约束条件，对薄膜固体的相关信息进行计算；基于得到的流体和薄膜固体的相关信息，对流体和薄膜固体进行碰撞检测和碰撞响应，对检测到发生碰撞的流体粒子和薄膜固体的位置进行修正；更新流体和薄膜固体的位置。本发明能够进行实时的流体和薄膜固体间的交互仿真。

本发明授权一种流体和薄膜固体的交互仿真方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种流体和薄膜固体的交互仿真方法，其特征是，包括：基于真实薄膜固体，构建薄膜固体模型，初始化薄膜固体信息，建立薄膜固体模型的约束条件；基于真实流体，构建流体的初始信息，建立流体的约束条件；采用基于位置的流体算法，根据流体的约束条件对流体进行计算，得到流体的相关信息；采用扩展的基于位置动力学算法，根据薄膜固体模型的约束条件，对薄膜固体的相关信息进行计算；基于得到的流体和薄膜固体的相关信息，对流体和薄膜固体进行碰撞检测和碰撞响应，对检测到发生碰撞的流体粒子和薄膜固体的位置进行修正，防止穿透发生；更新流体和薄膜固体的位置；其中，所述建立薄膜固体模型的约束条件，包括：薄膜固体的拉伸约束条件、弯曲约束条件和恢复约束条件；其中，拉伸约束条件，用来模拟薄膜固体的弹性，对于三角形网格来说，每一条边及边连接的两个点构成一条拉伸约束；弯曲约束条件，用来保持三角面片间的夹角，实现抗弯性，三角形网格的每两个具有公共边的三角形建立一条弯曲约束；恢复约束条件，应用于管道场景下，用来保持管道的形状，防止粒子停留时，管道的过度拉伸，三角形网格的每一个顶点建立一条恢复约束；其中，所述基于得到的流体和薄膜固体的相关信息，对流体和薄膜固体进行碰撞检测和碰撞响应，对检测到发生碰撞的流体粒子和薄膜固体的位置进行修正，防止穿透发生，包括：采用空间哈希，将整个流体和固体所在的区域划分成多个格子，每个格子的大小由流体粒子半径和三角形尺寸决定，计算公式为： ；其中，是划分的格子尺寸，h是流体粒子搜索邻居半径，是所有三角形轴对齐包围盒尺寸的平均值；通过哈希映射将流体粒子和三角形映射到对应的格子中，剔除掉不在同一格子的流体粒子-薄膜固体三角形对，对于在同一格子里的流体粒子-薄膜固体三角形对，记录下来；所述流体粒子-薄膜固体三角形对，是指一个流体粒子和一个薄膜固体三角形面片组成的关系对；对于运动的球体和运动的三角形间的碰撞检测，根据连续碰撞检测算法检测运动过程中是否发生了碰撞，连续碰撞检测算法的公式为： ；其中，，t若不在此区间，说明当前时间步内的运动没有发生碰撞，是运动过程中球心位置坐标，，是三角形上的一点在t时的位置，是三角形在t时的单位法向量，r是球体半径；对于检测到确实发生碰撞的流体粒子-薄膜固体三角形对，对于流体粒子，根据碰撞约束公式修正流体粒子的位置： ；其中，是发生碰撞的流体粒子球心的预测位置，是碰撞时刻流体粒子球心的位置，是碰撞面法线；是碰撞约束；对于薄膜固体三角形，将球的速度分解为沿着三角形法线方向和垂直于三角形法线方向，沿着三角形法线方向的速度会影响三角形位置，因此球体和三角形发生碰撞时，让三角形三个顶点的位置沿着法线方向移动，进而实现三角形三个顶点的位置的修正，其中，移动的距离由球体速度决定。

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