Алгоритмы для моделирования потока жидкости

Question

У меня есть идея игры, которая требует некоторой полуреалистичной симуляции потока жидкости вокруг различных объектов. Подумайте о скоплении ртути на неровной поверхности, которая наклонена в разные стороны.

Это для игры, поэтому 100% физического реализма не требуется. Что наиболее важно, это то, что расчеты могут быть выполнены в режиме реального времени на устройстве с мощностью iPhone.

Я думаю, что это своего рода клеточный автомат или система частиц, но я не знаю, с чего начать.

Есть предложения?

Answer 1

Это не моя область исследований, но я считаю, что это считается канонической работой:

Fluid Simulation для компьютерной графики

http://www.akpeters.com/product.asp?ProdCode=3260

Кроме того, посмотрите на группу анимации и моделирования в Беркли

http://www.cs.berkeley.edu/b-cam/

Я также рекомендую такой инструмент, как Google Scholar или Citeseer, и продолжаю изучать научную литературу.

Answer 2

методы решетчатого Больцмана - довольно распространенный способ моделирования жидкости в дискретном клеточном автомате -подобный способ.

Однако для обеспечения производительности в реальном времени на iPhone может оказаться более эффективным моделировать жидкость как систему частиц, а затем выработать способ визуализации частиц в виде объемной массы. Я подозреваю, что такой подход используют такие игры, как Aqua Forest .

Answer 3

Вероятно, система частиц - это хорошее место для начала. Вдоль этих линий вы можете взглянуть на SPH (гидродинамику сглаженных частиц) как на несколько более физический подход к моделированию жидкости, который все еще опирается на частицы.

Answer 4

Работа Рона Федкива в этой области довольно ошеломительна.

Еще один комментарий: Fluid-симуляции - это материал параллельного числового программирования и суперкомпьютеров или, по крайней мере, мощных многоядерных настольных компьютеров. IPhone, вероятно, не будет сокращать его.

Answer 5

Это также может представлять интерес ( демонстрационное видео , двоичный демонстрационный файл , исходный код ).

Answer 6

SPH с частицами, вероятно, является самым быстрым для запуска и запуска с преимуществом в расширении до вязко-эластичных и других вещей. Завтра я опубликую руководство в своем блоге, которое я писал последние несколько дней на эту тему. ( http: //blog.brandonpelfrey. ком )

Answer 7

Интересно, если вы думаете о чем-то вроде Меркурия Арчера Маклина или Mercury Meltdown для PSP.

Answer 8

Насколько я знаю, в игре De Blob цветная " blob " перемещается вокруг белого окружения, окрашивая объекты, в которые он натыкается. Это как-то вызвало у меня мысли, когда я прочитал ваше описание того, что вы, похоже, хотите сделать. (На самом деле я не играл в игру, поэтому я понятия не имею, насколько хорошо это подходит.)

Сказав это, я, кажется, вспоминаю, что в этой игре текучесть капли в основном искусственна: в основном это сфера, некоторые ее небольшие изменения размера / формы, некоторые сигналы движения и добавленные «мягкие звуки». это создает у игрока впечатление, что что-то не совсем солидное - главный герой игры. Никакой реальной физики или программирования типа моделирования не было.

Похоже, что это хорошо подходит для работающей на iPhone программы. Возможно, вам этого хватит?

Answer 9

Это так мало, что вы должны моделировать частицы?

Если это так, я рекомендую взглянуть на решетчатые газовые сотовые автоматы (LGCA, см. пример видео здесь ).

Короче говоря, LGCA - это подкласс клеточных автоматов, где состояния ячеек - это кортежи двоичных значений, каждое из которых представляет канал между ячейкой и одним из ее соседей и через которые могут проходить частицы (канал равен 1 если он содержит частицу, 0 в противном случае).

Тогда схема обновления представляет собой синхронную параллельную двухступенчатую функцию, которая реорганизует частицы между каналами в каждой ячейке (столкновение), а затем распространяет эти частицы в соответствующий канал целевого соседа (распространение).

Answer 10

Основанное на сетке решение Навье-Стокса всегда быстрее, а скорость вычислений постоянна.