近期，信息學(xué)院楊猛副教授課題組在《Forests》（中國(guó)科學(xué)院期刊分區(qū)表大類(lèi)二區(qū)，影響因子3）發(fā)表了題為《Physics-Based Modeling and Fluttering Dynamic Process Simulation for Catkins》的學(xué)術(shù)論文，第一作者為碩士研究生張佳岫，通訊作者為楊猛。
圖1：基于物理的飛絮建模與飄飛過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真算法流程圖
該論文提出了一種基于物理的飛絮建模與飄飛過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真算法，能夠模擬不同規(guī)模的柳絮飄飛動(dòng)態(tài)，給柳絮防治提供有效的參考依據(jù)（圖1）。該方法包括一種基于L系統(tǒng)的3D建模方法，用于模擬柳絮的自然現(xiàn)象。此外，作者基于玻爾茲曼方程建立了一個(gè)三維風(fēng)場(chǎng)以提供風(fēng)力，不僅考慮到風(fēng)的運(yùn)動(dòng)、柳絮的自由下落以及柳絮在相互吸引作用力下的動(dòng)力學(xué)，同時(shí)遵循了柳絮的物理運(yùn)動(dòng)規(guī)律。最后，使用核函數(shù)的思想來(lái)計(jì)算柳絮之間的吸引力，模擬柳絮的碰撞和粘連、吸引和堆積現(xiàn)象，并最終更新柳絮的位置。該論文提出的方法克服了以前模型的局限性，實(shí)現(xiàn)了良好的模擬，同時(shí)使用相對(duì)較少的代碼來(lái)模擬真實(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
論文由信息學(xué)院楊猛副教授、林學(xué)院席本野教授及段劼副教授、工學(xué)院黃青青副教授、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所孟維亮副研究員聯(lián)合指導(dǎo)。論文提出的模擬方法能夠準(zhǔn)確有效地完成柳絮飄動(dòng)過(guò)程的仿真，在三維場(chǎng)景中達(dá)到逼真的自然效果，效率比手工建模提高了幾十倍，有望為柳絮防治提供指導(dǎo)作用。此外，論文還獲得了第四屆中國(guó)林草計(jì)算機(jī)應(yīng)用大會(huì)（CACFG）頒發(fā)的最佳論文獎(jiǎng)。
