公开(公告)号：CN119132620A

公开(公告)日：2024-12-13

申请号：CN202411152579.3

申请日：2024-08-21

Applicant: 南昌大学

Inventor： 李春泉 ,  刘卓龙 ,  刘国俊 ,  胡立杨 ,  黄水源 ,  陈利民 ,  伍军云 ,  陈荣伶 ,  陶凌 ,  赵庆敏 ,  喻俊志

IPC: G16H50/50 ,  G06F30/25

Abstract: 一种基于GPU加速的LBM烟雾仿真方法，包括1)构建器官软组织和手术器械模型；2)进行存储空间分配、数据结构定义和核函数定义等；3)在CPU创建和初始化烟雾效果的粒子实体，为Compute Shaders所使用的缓冲区buffer在CPU侧分配所需空间；4)调用定义好的计算着色器接口，并且将buffer绑定到LBM方法的碰撞、流动和边界条件步骤的核函数上，其分别对应于碰撞处理、流动处理和边界条件处理；5)启动CPU上的循环计算流程，调用Compute Shader代码，执行在GPU上的并行计算；6)清理CPU上为缓冲区分配的内存空间。本发明利用LBM方法并行性，用Compute Shader进行并行计算，通过绑定核函数的方式，数值求解LBM方程，大大缩短了运算时间，且具有较强的实时性和真实性。

公开(公告)号：CN119763839A

公开(公告)日：2025-04-04

申请号：CN202411594723.9

申请日：2024-11-10

Applicant: 南昌大学

Inventor： 李春泉 ,  刘卓龙 ,  李永辉 ,  徐佳龙 ,  黄水源 ,  陈利民 ,  伍军云 ,  陈荣伶 ,  曾明如 ,  赵庆敏 ,  喻俊志

IPC: G16H50/50 ,  G06F30/20 ,  G06F30/10 ,  G06F17/11 ,  G06F119/14

Abstract: 一种基于生物力学特征的虚拟手术中的软组织建模方法，包括：1)质点弹簧系统设定，为每个质点建立动力学方程；2)位移场的移动最小二乘法逼近；3)模拟更新，用MLS逼近计算新的位移场，并保证物理约束；4)求解动力学方程，使用隐式的欧拉法求解方程，得到随时间变化的系统响应；5)迭代和调整，使用隐式的欧拉法求解方程，得到随时间变化的系统响应。本发明通过加入多种功能弹簧，有效的模拟了软组织的生物力学特性，再通过将MLS方法整合进质点弹簧模型之中，增强了模型处理复杂变形和大位移事件的能力，同时提高了整体的数值稳定性和精确度，使得建立的软组织模型更加适配于虚拟手术系统的要求。