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龙图腾网恭喜北京航空航天大学申请的专利基于隐式粒子插值的格子玻尔兹曼流体动画仿真方法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：CN117475040B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29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：202311301157.3，技术领域涉及：G06F17/00；该发明授权基于隐式粒子插值的格子玻尔兹曼流体动画仿真方法是由高阳;曲清越;郝爱民;孙大琨设计研发完成，并于2023-10-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于隐式粒子插值的格子玻尔兹曼流体动画仿真方法在说明书摘要公布了：本公开的实施例公开了基于隐式粒子插值的格子玻尔兹曼流体动画仿真方法。该方法的一具体实施方式包括：控制网格集合中的各个网格执行碰撞操作，以及确定碰撞后的分布函数；根据网格集合中每个网格包括的网格信息，对网格集合对应的界面进行移动；对于网格集合中的每个网格，执行如下处理步骤：对网格执行分布函数的流动，以生成函数流动量，以及根据函数流动量，确定网格质量流动量；更新网格上每个粒子的速度；对于更新速度后的每个粒子，对粒子的位置进行更新；根据目标区域，对网格集合中的各个网格进行粒子重采样处理。该实施方式减少了计算流体仿真的时间。

本发明授权基于隐式粒子插值的格子玻尔兹曼流体动画仿真方法在权利要求书中公布了：1.一种基于隐式粒子插值的格子玻尔兹曼流体动画仿真方法，包括：控制网格集合中的各个网格执行碰撞操作，以及确定碰撞后的分布函数；根据所述网格集合中每个网格包括的网格信息，对所述网格集合对应的界面进行移动；对于所述网格集合中的每个网格，执行如下处理步骤：对所述网格执行分布函数的流动，以生成函数流动量，以及根据所述函数流动量，确定网格质量流动量，其中，通过以下公式执行分布函数的流动：fix+ciΔt,t+Δt＝f′ix,t，其中，fi′为碰撞后的分布函数，X为网格位置，t为当前时间，ci为格子模型的单位化离散速度，fi为分布函数；通过以下公式确定网格质量流动量： 其中，为i的反方向，ε为体积分数，Δm为质量变化量，Δmi为i方向的质量变化量，ci为格子模型的单位化离散速度，所述网格的总质量，由每一方向的质量变化量计算得到：mx,t+△t＝mx,t+ΣΔmix,t+△t由于空气网格的分布函数fi＝0，所以，来自空气网格方向的分布函数需要被重建，为平衡界面两侧的力，来自界面法线方向的力也应该被重建，重建的分布函数的计算方式为： 其中，ρA＝1，为空气的密度，X为网格位置，t为当前时间，fieq为平衡态分布函数，u为速度，为i的反方向，fi′为碰撞后的分布函数，fi为分布函数，法线方向满足： 其中，j为三维空间中长度维度的位置，k为三维空间中宽度方向的位置，l为三维空间中高度维度的位置，为i的反方向；更新所述网格上每个粒子的速度，其中，使用三线性插值，将存储在网格上的速度和速度增量传输给粒子： 其中，uv为存储在网格上的速度，Xv为网格位置，XO为粒子位置，uO为粒子速度，网格变量存储在网格的中心点，d为微分符号，S为三线性插值函数，O为第O个粒子，v为第v个网格，这里，只有流体网格和界面网格存在有效的速度，所以界面附近的粒子在插值时会存在欠采样的问题，因此，需对界面网格的速度外推一层，即临近界面网格的一层空气网格的速度，与其相邻的界面网格的速度相等；更新粒子的速度： 其中，α用来控制耗散度，为从网格插值得到的速度，为从网格插值得到的速度增量，PIC和FLIP分别为不同的模拟方法；对于更新速度后的每个粒子，对所述粒子的位置进行更新；根据目标区域，对所述网格集合中的各个网格进行粒子重采样处理；其中，所述根据目标区域，对所述网格集合中的各个网格进行粒子重采样处理，包括：响应于所述目标区域表征流体区域，执行如下第一重采样步骤：对所述网格集合中满足第一填充条件的至少一个网格进行粒子填充处理，其中，所述第一填充条件是网格上的粒子数量小于预设粒子数量，在执行碰撞操作之前，每个网格被填充Y个粒子，每个粒子的体积εo＝1Y，对于每个流体网格，响应于粒子数少于εεo，则将粒子数量补充至εεo，补充的粒子的速度等于该网格中其他粒子的平均速度，如果填充前网格没有粒子，则通过三线性插值得到初始速度；对所述网格集合中满足预设去除条件的至少一个网格上的粒子去除至预设粒子数量，其中，所述预设去除条件是网格上的粒子数量大于预设去除数量阈值，且所述网格不为界面网格，所述预设去除数量阈值是预先设定的网格上的粒子的最大值；响应于所述目标区域表征窄带区域，执行如下第二重采样步骤：初始化所述网格的水平集场，其中，初始化后的水平集场φ通过下式表示： 初始化所述网格的标量场，其中，标量场L表征网格的层次，令界面网格L＝0，定义位置为x1和X2的2个网格相邻的条件为它们的欧氏距离等于1，即|x1-x2|＝1，计算剩余网格的L，如果一个网格和上一层的网格相邻，那么其层次：LLlast+S，其中，对于流体网格，s＝-1，对于空气网格，s＝1，为了满足窄带方案的需求，计算至r+2层，其中，r为窄带宽度，剩余网格的层次为L＝s·r+3，last为上一层网格，Llast为上一层网格的标量场；从所述网格集合中选取出满足预设网格条件的各个网格作为目标网格集合；根据所述目标网格集合，确定水平集值，其中，通过以下公式确定水平集值： 其中，为上一层网格的水平集值的平均值；根据所述水平集值，对所述网格集合中的各个网格进行第二重采样处理，其中，在预设区域范围内对所述网格集合中满足第一填充条件的至少一个网格进行粒子填充处理，所述预设区域范围是-1.0＜φ＜-r，并在预设区域范围内对所述网格集合中满足预设去除条件的至少一个网格上的粒子去除至预设粒子数量，每个粒子的水平集值φi通过三线性插值网格上的水平集场φ获得。

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