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Polski💧 SPH-Flüssigkeit — Smoothed Particle Hydrodynamics
Flüssigkeitssimulation via SPH: Druck, Viskosität, Schwerkraft und Wandabprall. Spritzimpuls inklusive.
Über diese Simulation
Diese Simulation modelliert eine Flüssigkeitsmenge in Echtzeit mithilfe von Smoothed Particle Hydrodynamics, einer netzfreien Methode, die die Flüssigkeit als bis zu 2.000 bewegte Partikel statt eines festen Rasters darstellt. Jedes Partikel berechnet seine lokale Dichte und seinen Druck aus Nachbarn innerhalb eines Glättungsradius und reagiert dann auf Druck-, Viskositäts- und Schwerkraftkräfte mit den Müller-(2003)-SPH-Kerneln. Spritzen, Schwappen und Bewegung der freien Oberfläche entstehen alle aus diesen einfachen Partikel-zu-Partikel-Wechselwirkungen.
🔬 Was es zeigt
Flüssigkeitsverhalten in einem Drahtgitter-Tank, berechnet mit SPH. Ein räumliches Hash-Raster findet die Nachbarn jedes Partikels innerhalb des Radius h, der Poly6-Kernel summiert die Dichte, der Druck folgt p = k(rho - rho0).
🎮 Bedienung
Sechs Regler stellen Partikelanzahl (200-2000), Schwerkraft (0-20), Drucksteifigkeit, Viskosität, Kernelradius h (0,5-3) und Wanddämpfung ein. Ziehe, um die Kamera zu drehen, und scrolle zum Zoomen. Drücke Neustart, um den Flüssigkeitsblock neu aufzubauen, oder Welle für einen Spritzimpuls.
💡 Wusstest du schon?
SPH wurde 1977 von Gingold, Monaghan und Lucy erfunden, um die Spaltung rotierender Sterne in der Astrophysik zu modellieren, lange bevor es je auf Wasser angewendet wurde. Hier bildet die Farbe jedes Partikels seinen Druck ab.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Smoothed Particle Hydrodynamics?
SPH ist eine netzfreie numerische Methode, die eine Flüssigkeit als eine Menge diskreter Partikel darstellt, jedes mit Masse, Geschwindigkeit, Dichte und Druck. Feldgrößen werden geschätzt, indem gewichtete Beiträge von Nachbarpartikeln innerhalb eines Radius h summiert werden.
Wie berechnet die Simulation Flüssigkeitskräfte?
Bei jedem Schritt baut sie ein räumliches Hash-Raster auf, dann summiert sie für jedes Partikel Nachbarbeiträge, um mit dem Poly6-Kernel die Dichte zu erhalten und leitet den Druck aus p = k(rho - rho0) ab.
Was steuern die Regler tatsächlich?
Partikel legt fest, wie viele Punkte die Flüssigkeit bilden, Schwerkraft ist die Abwärtsbeschleunigung, und Druck ist die Steifigkeit k, die Kompression widersteht und die Flüssigkeit annähernd inkompressibel hält.
Ist das physikalisch genau?
Es erfasst das qualitative Verhalten einer echten Flüssigkeit, einschließlich Druckgradienten, viskosem Widerstand und Wandkollisionen, ist aber ein vereinfachtes Echtzeitmodell. Die Partikelanzahl ist für flüssige Bildraten begrenzt.
Warum haben die Partikel unterschiedliche Farben?
Farbe kodiert den Druck jedes Partikels, abgebildet von blau bei niedrigem Druck über cyan und grün bis rot beim höchsten Druck im aktuellen Frame. Das macht Kompression sichtbar.