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Polski🔥 Feuer & Rauch
Feuer- und Rauch-Zellularautomat-Simulation: Beobachte, wie sich Flammen in einer 3D-Umgebung mit realistischer Wind-, Brennstoff- und Aschedynamik ausbreiten.
Über diese Simulation
Diese Simulation bildet die Ausbreitung von Feuer und Rauch auf einem 3D-Raster mithilfe von Zellularautomaten-Regeln nach, wobei jede Zelle Zustände wie Brennstoff, Temperatur und Asche hält. Bei jedem Schritt entzündet eine brennende Zelle brennbare Nachbarn gemäß probabilistischer Übergangsregeln, die von einstellbarer Windrichtung und Brennstoffdichte beeinflusst werden, während Rauch über der Flammenfront aufsteigt und sich verteilt. Solche Zellularautomaten erfassen das emergente, selbstorganisierende Verhalten von Verbrennungsfronten, ohne die vollständigen Navier-Stokes-Fluidgleichungen zu lösen, was sie schnell genug für Echtzeit macht.
🔬 Was es zeigt
Inkompressible Fluidsimulation mit Auftrieb (heißes Gas steigt auf) und temperaturabhängigem Rendering. Wirbelbindung (Vorticity Confinement) fügt realistische turbulente Verwirbelungen hinzu.
🎮 Bedienung
Klicke, um neue Feuerquellen zu entzünden. Passe Auftrieb, Dissipation und Wirbelstärke an. Beobachte, wie Feuer Konvektionsströme erzeugt, die den Rauch formen.
💡 Wusstest du schon?
Jos Stams „Stable Fluids” (1999) revolutionierte die Echtzeit-Fluidsimulation. Seine semi-Lagrange-Advektionsmethode ist bedingungslos stabil, was sie perfekt für visuelle Effekte und Spiele macht.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Zellularautomat?
Ein Zellularautomat ist ein Raster von Zellen, von denen jede einen diskreten Zustand hält und sich in synchronen Zeitschritten nach festen lokalen Regeln aktualisiert, die nur auf benachbarten Zellen basieren. Trotz ihrer Einfachheit können diese Regeln komplexes, lebensechtes globales Verhalten erzeugen, wie etwa eine sich ausbreitende Feuerfront.
Wie breitet sich das Feuer in dieser Simulation aus?
Jede brennende Zelle hat bei jedem Schritt eine Wahrscheinlichkeit, benachbarte brennbare Zellen zu entzünden. Diese Wahrscheinlichkeit wird durch Wind moduliert, der die Ausbreitung in eine Richtung lenkt, und durch die Brennstoffdichte, die bestimmt, wie leicht eine Zelle Feuer fängt und wie lange sie brennt, bevor sie zu Asche wird.
Ändert die Windeinstellung tatsächlich das Ergebnis?
Ja. Eine Erhöhung der Windstärke erhöht die Entzündungswahrscheinlichkeit für Zellen im Windschatten und senkt sie im Luv, wodurch das Feuer zu einer länglichen, gerichteten Front statt einer annähernd kreisförmigen Ausbreitung wird.
Was stellen die Farben dar?
Hellorange und gelbe Zellen brennen aktiv bei hoher Temperatur, dunkleres Rot markiert abkühlende Glut, Grau zeigt verbrauchte Asche an, die nicht mehr brennen kann, und die durchscheinende Wolke darüber ist aufsteigender, sich verteilender Rauch.
Ist dies ein physikalisch genaues Feuermodell?
Es ist ein qualitatives Modell, kein numerischer Strömungsmechanik-Löser. Es reproduziert realistische, emergente Ausbreitungsmuster, Fronten und Abbrand, berechnet jedoch keine exakten Temperaturen, Wärmeübertragung oder echte turbulente Strömung.
Warum erlischt das Feuer manchmal von selbst?
Bei niedriger Entzündungswahrscheinlichkeit oder spärlichem Brennstoff kann das Feuer neue brennbare Zellen nicht erreichen, bevor seine aktuellen Zellen zu Asche verbrennen. Dies ist die Perkolationsschwelle: Unterhalb einer kritischen Dichte kann Feuer keinen zusammenhängenden Pfad durch das Raster aufrechterhalten.