基于VTK和元胞自動機的離散粒子系統(tǒng)的仿真和顯示研究.pdf

1、近年來，計算機硬件的飛速發(fā)展為計算機仿真的發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)，計算機仿真已經(jīng)在很多的領(lǐng)域得到了應用，成為對許多復雜系統(tǒng)進行分析、設(shè)計和評估時不可缺少的重要手段。本文就復雜系統(tǒng)中最常見的離散粒子系統(tǒng)的仿真和顯示進行了研究，并且以一個三維螺旋空間為例進行了應用和分析。
　　 本文首先對VTK類庫進行了系統(tǒng)的研究，分析了框架結(jié)構(gòu)、對象模型，并深入研究了VTK類庫中各類的方法、接口設(shè)計以及集成機制。為了模型的導入，依照VTK中一些已有

2、的類，設(shè)計編寫了一個對IGES標準文件的讀取顯示類，根據(jù)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法對其進行了封裝實現(xiàn)；綜合考慮計算和顯示效率，確定了生成和顯示大量離散粒子的方法。其次，根據(jù)真實存在的離散粒子系統(tǒng)的特點，進行了元胞自動機模型的建立和規(guī)則的設(shè)計，模型采用Moore鄰居類型，其演化規(guī)則包括相互碰撞的規(guī)則和依據(jù)鄰居平均運動狀態(tài)概率地調(diào)整自身運動狀態(tài)的規(guī)則。
　　 實例表明該方法可以在三維復雜空間中運行，元胞自動機模型能定性地體現(xiàn)粒子之間的碰撞和