Про цю симуляцію
Спостерігайте за справжньою фізикою конвекції у класичній лавовій лампі — повністю відтвореній у браузері завдяки GLSL-шейдеру метакуль, що виконується на GPU. Воскові краплі безперервно циклюють: нагріті у основі вони розширюються, стають менш щільними за навколишню рідину і спливають угору; біля холодного верху стискаються, важчають і знову опускаються. Плавне органічне злиття крапель — це математика метакуль: кожна крапля створює поле потенціалу, що спадає як 1/відстань², і там, де сумарне поле перевищує поріг, поверхня автоматично виникає, зливаючи сусідні краплі в одну.
🔬 Що демонструє
Симуляція моделює теплову конвекцію та підйомну силу Архімеда. Кожна крапля рухається синусоїдою з випадковим періодом (4–9 с), амплітудою та горизонтальним відхиленням. При увімкненому Нагріві ефективна швидкість потоку зростає в 2,5 рази — імітація прискореного циклювання реальної лампи після прогріву. GLSL-шейдер обчислює поле метакуль для кожного пікселя в реальному часі.
🎮 Як користуватись
Кількість крапель (3–12) — додавайте або прибирайте воскові краплі. Швидкість потоку регулює темп: від повільного медитативного руху до хаотичного бурління. Розмір крапель масштабує радіус усіх крапель — збільшіть до максимуму, щоб побачити ефектні злиття. Перемикайте Колірну тему: Червоний/Оранж, Синій/Блакитний, Зелений, Фіолетовий. Кнопка Нагрів запускає режим підвищеної температури.
💡 Цікавий факт
Лавову лампу винайшов британський бухгалтер Едвард Крейвен Вокер у 1963 році. Секрет — у ретельному підборі густини: віск і рідина на водній основі мають майже однакову густину при кімнатній температурі, тому навіть невелика зміна температури у основі порушує рівновагу й виштовхує краплі вгору. Реальна лампа виходить на стабільний режим через 45–60 хвилин.
Часті запитання
Чому краплі безперервно піднімаються і опускаються?
Це замкнений цикл конвекції. Тепло від основи нагріває віск, він розширюється і стає трохи менш щільним за навколишню рідину. Підйомна сила виштовхує краплю вгору. Біля холодного верху вона втрачає тепло, стискається, важчає — і сила тяжіння тягне її вниз. Цикл повторюється нескінченно, поки є джерело тепла.
Що таке метакулі і як вони змушують краплі зливатись?
Кожна крапля — це точка у просторі з невидимим полем потенціалу, що спадає як 1/відстань². GLSL-шейдер підсумовує внески всіх активних крапель для кожного пікселя. Там, де сума перевищує поріг 1,0 — піксель малюється як віск; нижче порогу — прозора рідина. Коли дві краплі зближуються, їхнє сумарне поле легко перевищує поріг між ними, утворюючи плавну «шийку» — і краплі зливаються в одну, як у справжній лампі.
Що робить кнопка «Нагрів»?
Увімкнення Нагріву множить ефективну швидкість потоку на 2,5×, імітуючи роботу лампи при підвищеній температурі. У реальних лампах додаткове тепло ще більше знижує густину воску та скорочує час кожного циклу. Краплі починають рухатись набагато швидше, а тепле світіння у основі стає яскравішим. Вимкніть Нагрів, щоб повернутись до спокійного режиму.
Як отримати найефектніші злиття крапель?
Встановіть Кількість крапель на 10–12, збільшіть Розмір крапель до 1,5–2,0 і сповільніть Швидкість потоку до 0,3–0,5. Більший радіус означає, що поля крапель легше перекриваються, а менша швидкість дає їм час зійтися перед розлученням. Можна також ненадовго вмикнути Нагрів, щоб скупчити краплі у верхній частині, а потім вимкнути його й спостерігати за повільним опусканням та злиттям.
Наскільки точно симуляція відображає фізику реальної лавової лампи?
Симуляція якісно відтворює ключову фізику: теплова конвекція керує вертикальним циклюванням, а математика метакуль правильно моделює плавне злиття, схоже на поверхневий натяг. Проте періоди, амплітуди та радіуси підібрані вручну, а не виведені з рівнянь гідродинаміки, тому хронометраж є художнім наближенням. Точна модель вимагала б розв'язання рівнянь Нав'є–Стокса з температурно-залежною в'язкістю — це виходить за межі можливостей браузерного рендерингу в реальному часі.