Fluid modellezés

A folyadékszimuláció a  számítógépes grafika olyan területe , amely számítási folyadékdinamikai eszközöket használ folyadékok , gázok, robbanások és más kapcsolódó jelenségek valósághű modellezésére, animálására és megjelenítésére. Bizonyos folyadék- és jelenetgeometria bemenetként a folyadékszimulátor modellezi viselkedését és mozgását az időben, figyelembe véve számos fizikai erőt, tárgyat és kölcsönhatást. A folyékony modellezést széles körben használják a számítógépes grafikában, és a számítási bonyolultság a filmekhez és speciális effektusokhoz szükséges nagy pontosságú számításoktól az egyszerű, valós idejű közelítésekig terjed, amelyeket elsősorban számítógépes játékokban használnak .

Megközelítések

Számos versengő módszer létezik a folyadékmodellezésre, mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. A legelterjedtebbek az Euler rácsmódszerek, a simított részecskehidrodinamika ( angolul  smoothed particle hydrodynamics - SPH ), az örvényeken alapuló módszerek és a rácsos Boltzmann-egyenletek módszere . Ezek a módszerek a számítási folyadékdinamika területéről származnak, és a számítógépes grafikai és speciális effektusok iparának gyakorlati problémáira alkalmazták. E módszerek fő követelménye a számítógépes grafika oldaláról a vizuális elfogadhatóság. Más szóval, ha a néző nem veszi észre az animáció természetellenességét nézése közben, akkor a szimuláció kielégítőnek tekinthető. A fizikában, a mérnöki munkában és a matematikában viszont a szimuláció fizikai helyességére és pontosságára támasztják a fő követelményeket, nem pedig a vizuális eredményre.

Fejlesztés

A számítógépes grafikában a Navier-Stokes egyenletek háromdimenziós megoldására a legkorábbi kísérleteket Nick  Foster és Dimitris Metaxas tette 1996-ban .  Munkájuk egy korábbi, a számítási folyadékdinamikával foglalkozó munkáján alapult, amelyet 1965 -ben publikált Harlow és Welch . Foster és Metaxas munkája előtt számos folyadékmodellezési módszert speciális részecskerendszerek , méretcsökkentési technikák (például 2D sekélyvízi modellek, például tócsák) és félvéletlen turbulens zajmezők köré építettek . 1999-ben a SIGGRAPH -nál Jos Stam közzétett egy úgynevezett "stabil folyadékok" ( Eng . Stable Fluids ) módszert, amely egy félig Lagrange-féle advekciós módszert és implicit viszkozitás-integrációt alkalmazott a feltétel nélkül stabil folyadék viselkedésének biztosítására. Ez lehetővé tette a folyadékok lényegesen nagyobb időlépésekkel történő modellezését, és általában gyorsabb programokhoz vezetett. Később, 2001-2002-ben ezt a módszert Ron Fedkiw és munkatársai kiterjesztették, lehetővé téve egy komplex vízmodell 3D-s jelenetben történő feldolgozását a Level set módszerrel .     

A folyadékmodellezés területén a legnagyobb mértékben Ron Fedkiw  , James F. O'Brien , Mark Carlson , Greg Turk , Robert Bridson ( Robert Bridson mérnök ), Ken Myusit ( Ken Museth mérnök ) és Jos Stam ( ang . Jos Stam ) .      

Szoftver

Az alábbiakban bemutatjuk a legismertebb és legszélesebb körben használt folyadékszimulációs szoftvereket.

Jegyzetek

  1. 10 tudományos és műszaki eredmény, amelyet Oscar  -díjjal kell kitüntetni . Filmművészeti és Filmtudományi Akadémia (2008. február 9.). - "A RealFlow volt az első széles körben elfogadott, kereskedelmi forgalomban kapható, könnyen használható rendszer a valósághű folyadékok mozgókép-vizuális effektusokban való szimulálására." Letöltve: 2011. augusztus 15. Az eredetiből archiválva : 2012. április 29..
  2. Fluid Modeling archiválva : 2011. szeptember 27. a Wayback Machine -nél  - BlenderWiki
  3. FumeFX - Szimuláció  (eng.)  (nem elérhető link) . Sitni Sati. Letöltve: 2011. augusztus 15. Az eredetiből archiválva : 2012. augusztus 25..

Linkek

Angol nyelvű források Orosz nyelvű források