Алгоритмы для моделирования потока жидкости

Question

У меня есть идея игры, которая требует некоторой полуреалистичной симуляции жидкости, обтекающей различные объекты. Подумайте о скоплении ртути на неровной поверхности, наклоненной 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 какой-то клеточный автомат или система частиц - это путь, но я не знаю, с чего начать.

Есть предложения?

Answer 1

Методы решетчатого Больцмана - довольно распространенный способ моделирования жидкости дискретным, клеточным автоматным способом.

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

Answer 2

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

Также посмотрите на группу анимации и моделирования Беркли

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

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

Answer 3

Вероятно, система частиц - 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

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.com)

Answer 5

Это также может представлять интерес ( демонстрационное видео , демонстрационное двоичное , исходный код ).

Answer 6

Работа Рона Федькова в этой области просто ошеломительна.

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

Answer 7

Это так мало, что вы должны моделировать частицы?

Если это так, я рекомендую взглянуть на Решетчато-газовые сотовые автоматы (LGCA, см. Пример видео здесь ).

Короче говоря, LGCA - это подкласс клеточных автоматов, где состояния ячейки представляют собой 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 частица, 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 8

Насколько я знаю в игре De Blob цветной "шарик" перемещается вокруг белого окружения, окрашивая объекты, с которыми он сталкивается. 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 эту игру, поэтому я понятия не имею, насколько хорошо это подходит.)

Сказав это, я, кажется, вспоминаю, что текучесть сгустка в этой игре в основном искусственна: в основном это сфера, некоторые ее небольшие изменения размера / формы, некоторые сигналы движения и добавленные "мягкие звуки", У игрока создается впечатление, что что-то не совсем солидное является главным героем игры. Фактическое программирование физики или симуляции не было задействовано.

Звучит, как будто хорошо подходит для программного обеспечения, работающего на iphone. Возможно, вам этого будет достаточно?

Answer 9

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

Answer 10

Решения Навье-Стокса на основе сетки всегда быстрее, а скорость вычислений постоянна.