流体的模拟仿真一直是计算机图形学领域的研究热点,研究者们不断在尝试对流体模拟仿真的真实感和计算效率进行提升。随着研究的深入,一些研究者将研究重心转移到流体与其他介质的交互上,其中流体与织物的交互是近来关注的热点之一。在流体与织物的交互中,流体不仅在织物上扩散,同时也会被织物吸收和析出,是一个典型而又复杂的微观物理过程。相关工作对织物-流体交互做了可视效果上的仿真,包括实现大尺度的织物-流体交互,通过图片合成渲染出可视结果,实现在二维织物网格上仿真织物-流体交互过程等。而真实织物是三维各向异性的多孔结构材料,流体与三维织物的微观交互过程是非线性的多物理现象的耦合,基于物理驱动和三维真实织物结构的流体和织物的交互仿真还未有相关研究工作。本文的主要工作是基于物理驱动和结构感知的织物含水量可视化研究,根据织物不同的结构和物理属性,流体在织物上会有不同的扩散模拟结果。本文的方法主要包括流体模拟、结构感知的织物几何建模和物理驱动的织物含水量仿真三个部分。在流体模拟上,本文选用了预测矫正光滑粒子流体动力学(PCISPH)模型来高效地仿真流体,通过描述流体粒子的受力和运动来仿真整个流体的运动。同时,本文还考虑了表面张力和接触角对于流体和织物交互过程中的影响。在结构感知的织物几何建模上,本文以纱线横纵交错的编织方式为基础,设计了相应的结构感知参数来描述织物的三维真实结构。在物理驱动的织物含水量仿真上,本文通过织物芯吸模型和流体扩散模型来模拟流体的扩散,同时还考虑了扩散过程中温度、气体和液体的耦合传输,使模拟结果能够更加接近真实物理规律。在此基础上,本文进行了与真实扩散结果的对比、不同环境下的流体扩散和在不同织物结构上流体的扩散等实验,实验结果表明本文所提出的方法能够真实的模拟流体在织物上的扩散过程,也能够模拟流体在不同环境下和不同织物结构上的扩散过程。通过对于织物含水量的可视化,本研究能够为纺织应用行业提供科学的仿真工具,也扩展了织物-流体交互的可视化研究的新空间。