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