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Polski🫧 Schaumdrainage — Plateaugrenzen & Laplace-Druck
Flüssigkeit fließt aus Schaum durch Plateaugrenz-Kanäle ab. Laplace-Druckunterschiede treiben die Strömung an, während der Trennungsdruck dünne Filme stabilisiert. Beobachten Sie Vergröberung und Blasenkollaps.
Über diese Simulation
Jedes Polygon ist eine Blase in einem 2D-Voronoi-Schaum, der aus zufällig platzierten Startpunkten erzeugt wird. Die Füllfarbe kodiert den Wassergehalt (dunkler und weniger gesättigt bei Trockenheit, heller Cyan/Blau bei Nässe), die Randdicke wächst ebenfalls mit dem Wassergehalt, um einen dickeren Film anzudeuten, und kleine leuchtende Punkte an jedem Eckpunkt markieren die Plateaugrenzen, an denen drei Filme zusammentreffen.
🔬 Was gezeigt wird
Jede Blase erhält einen Laplace-Druck P = γ/r aus ihrer Oberflächenspannung γ und ihrem effektiven Radius r — kleinere Blasen haben höheren Druck. Für jedes Paar benachbarter Blasen ist der Fluss Q = κ·(P_i − P_j)·Δt, der Wasser von der Blase mit höherem Druck (kleiner) zur Blase mit niedrigerem Druck (größer) bewegt, jeden Frame, zusätzlich zu einem kleinen konstanten Schwerkraftterm, der Flüssigkeit nach unten abfließen lässt.
🎮 Bedienung
Ziehen Sie an den Reglern für Oberflächenspannung γ, Drainagerate κ und kritischen Film h_krit, oder ändern Sie die Blasenanzahl, um den Schaum neu aufzubauen. Klicken oder tippen Sie auf die Zeichenfläche, um Flüssigkeit in eine Blase einzubringen. Pause/Fortsetzen- und Zurücksetzen-Schaltflächen sind verfügbar.
💡 Wussten Sie schon?
Wenn der geschätzte Filmdicke-Wert zwischen zwei Nachbarn unter den Schwellenwert h_krit fällt, gilt der gemeinsame Film als gerissen, und die beiden Blasen verschmelzen — visuell die gleiche Vergröberung, durch die echte Blasen verschwinden und Nachbarn wachsen.
Häufig gestellte Fragen
Was genau wird auf dem Bildschirm gezeichnet?
Jedes Polygon ist eine Blase in einem 2D-Voronoi-Schaum, der aus zufällig platzierten Startpunkten erzeugt wird. Die Füllfarbe kodiert den Wassergehalt (dunkler und weniger gesättigt bei Trockenheit, heller Cyan/Blau bei Nässe), die Randdicke wächst ebenfalls mit dem Wassergehalt, um einen dickeren Film anzudeuten, und kleine leuchtende Punkte an jedem Eckpunkt markieren die Plateaugrenzen, an denen drei Filme zusammentreffen.
Wie bewegt die Simulation Flüssigkeit zwischen den Blasen?
Jede Blase erhält einen Laplace-Druck P = γ/r aus ihrer Oberflächenspannung γ und ihrem effektiven Radius r — kleinere Blasen haben höheren Druck. Für jedes Paar benachbarter Blasen ist der Fluss Q = κ·(P_i − P_j)·Δt, der Wasser von der Blase mit höherem Druck (kleiner) zur Blase mit niedrigerem Druck (größer) bewegt, jeden Frame, zusätzlich zu einem kleinen konstanten Schwerkraftterm, der Flüssigkeit nach unten abfließen lässt.
Was löst eine Blasenverschmelzung aus?
Das Modell schätzt einen Filmdicke-Proxy zwischen jedem Nachbarpaar aus deren kombiniertem Wassergehalt geteilt durch den Abstand ihrer Mittelpunkte. Fällt dieser Wert unter den Regler Kritischer Film hkrit, gilt der gemeinsame Film als gerissen, und die beiden Blasen werden zu einer größeren Zelle mit kombinierter Fläche und Wasser verschmolzen — visuell ist dies Schaumvergröberung, derselbe Prozess, durch den echte Blasen verschwinden und Nachbarn wachsen.
Was steuern die Regler Oberflächenspannung, Drainagerate und Kritischer Film?
Oberflächenspannung γ skaliert den Laplace-Druck jeder Blase, sodass höheres γ stärkere Druckgradienten und schnelleren Fluss erzeugt. Drainagerate κ ist ein direkter Multiplikator des Flusses zwischen Nachbarn, beschleunigt oder verlangsamt also die gesamte Simulation. Kritischer Film hkrit setzt die Rissschwelle — erhöhen Sie ihn, reißen Filme (und Blasen verschmelzen) viel leichter, was einen trockeneren, chaotischeren Schaum erzeugt.
Ist dies eine physikalisch exakte Schaumsimulation?
Nein — es ist ein vereinfachtes, qualitativ getreues Modell für Anschaulichkeit, keine vollständige Lösung der Schaumdrainagegleichung oder echter 3D-Plateaugrenzgeometrie. Die Voronoi-Zellen approximieren Blasenformen, Radius und Wassergehalt sind Proxys für wahre Krümmung und Filmdicke, und die paarweisen Fluss-/Rissregeln erfassen die richtigen Trends (Drainage von klein zu groß, Vergröberung durch Riss), ohne die zugrunde liegenden Kontinuumsgleichungen exakt zu lösen.