1、计算机动画中动物与人类游泳的CFD建模进展

计算机动画中动物与人类游泳的CFD建模进展

在计算机动画领域，对动物和人类游泳的计算流体动力学（CFD）建模是一个重要的研究方向。它涉及到多个方面，包括模拟渲染、角色建模与动力学、以用户为中心的设计与建模，以及基于虚拟现实的计算机动画系统与应用。

1. 概述

CFD建模在动物和人类游泳的研究中具有重要意义。计算机动画研究创造了许多虚拟生物，而鱼类与水的相互作用以及竞技游泳中对游泳者水动力的理解需求，促使工程师使用CFD进行水动力建模。

传统上，动画师使用流体力学方法比基于物理的流体模拟更容易，但更精确的方法需要使用完整的纳维 - 斯托克斯（NS）流体流动方程。在游泳的CFD建模中，有单向耦合和双向耦合等不同的固 - 流耦合建模方法，而使用铰接刚体建模游泳者可避免变形体建模的复杂性。CFD建模游泳的好处是不干扰物理流场，是提高竞技游泳成绩的理想方法。由于计算机动画的流体模拟主要用于视觉效果和计算经济性，本综述不包括实验验证。

2. 应用

动物游泳的仿生流体模拟在多个领域有益，包括电影动画、计算机游戏、动物生物学、潜水器设计和机器人技术。人类游泳的应用主要在体育科学以及动画电影和游戏。

领域	动物	人类
动画	[9] (鳗鱼、鱼、海龟、鳐鱼、青蛙) [1] (鱿鱼) [14] (水母)	[8] (爬泳、蝶泳、海豚踢) [15] (爬