KR101244826B1 - 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법 - Google Patents

격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101244826B1
KR101244826B1 KR1020110019295A KR20110019295A KR101244826B1 KR 101244826 B1 KR101244826 B1 KR 101244826B1 KR 1020110019295 A KR1020110019295 A KR 1020110019295A KR 20110019295 A KR20110019295 A KR 20110019295A KR 101244826 B1 KR101244826 B1 KR 101244826B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
particles
fluid
velocity
particle
field
Prior art date
Application number
KR1020110019295A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120100419A (ko
Inventor
최광진
윤종철
Original Assignee
(주)에프엑스기어
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에프엑스기어 filed Critical (주)에프엑스기어
Priority to KR1020110019295A priority Critical patent/KR101244826B1/ko
Publication of KR20120100419A publication Critical patent/KR20120100419A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101244826B1 publication Critical patent/KR101244826B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T13/00—Animation
    • G06T13/20—3D [Three Dimensional] animation
    • G06T13/60—3D [Three Dimensional] animation of natural phenomena, e.g. rain, snow, water or plants
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2210/00—Indexing scheme for image generation or computer graphics
    • G06T2210/24—Fluid dynamics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 방법은, 유체를 포함하는 계산 영역에 대응되며, 하나 이상의 정점을 포함하는 격자의 속도 필드를 복수 개의 시간 단계별로 산출하는 단계; 상기 각 시간 단계에서 상기 격자의 속도 필드에 기초하여 하나 이상의 입자를 생성하는 단계; 상기 하나 이상의 입자의 위치 및 속도를 상기 복수 개의 시간 단계별로 산출하는 단계; 및 상기 각 시간 단계에서, 상기 하나 이상의 입자 중 상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자의 속도를 이용하여 상기 격자의 속도 필드를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FLUID SIMULATION USING INTERACTION BETWEEN GRID AND PARTICLE}
실시예들은 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 그래픽스(Computer Graphics; CG) 분야, 특히 시각 효과(Visual Effects; VFX) 분야에 있어서 유체 시뮬레이션은 상당히 많은 계산량을 요구하기 때문에, 컴퓨터의 성능이 향상된 최근에 있어서도 많은 연구 및 개발을 요한다. 한편, CG 분야가 태동하기 이전부터 유체의 유동을 수치적으로 풀어내려는 연구는 전산 유체 역학(Computational Fluid Dynamics; CFD) 분야를 중심으로 논의되어 왔다.
일상에서 접할 수 있는 유체의 움직임은 대부분 비압축성 유체 유동(incompressible fluid flow)으로 볼 수 있으며, CG 및 CFD 분야에서는 비압축성 유체 유동을 해석하기 위해 나비어-스톡스(Navier-Stokes) 방정식을 지배 방정식으로 사용하고 있다. 나비어-스톡스 방정식은 여러 가지 형태의 편미분 방정식이 하나의 식으로 결합되어 있으므로 해석적인 해(analytic solution)가 존재하지 않으며, 1970년대에 들어서야 비로소 컴퓨터를 이용한 수치적인 해를 구할 수 있게 되었다.
CG 분야에서는, "Stable Fluids"의 제목을 가지며 1999년 발행된, 본 명세서에 참조로서 온전히 포함되는 Jos Stam의 논문을 시작으로 유체 시뮬레이션이 도입되기 시작하였다. Jos Stam의 논문에 기재되어 있는 유체 유동 시뮬레이션 방법은, 유체의 계산 영역을 격자(grid) 형태의 유한요소로 분할하고, 나비어-스톡스 방정식을 연산하여 각 프레임(frame)별로 격자의 속도 필드를 산출함으로써 시간에 따른 유체의 움직임을 시뮬레이션하도록 구성된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 격자 기반의 유체 유동 시뮬레이션 기법에 유체 입자를 더하여 유체 유동 시뮬레이션을 수행할 수 있으며, 격자와 입자 사이의 상호 작용을 시뮬레이션하는 것이 가능한 유체 유동 시뮬레이션 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템은, 유체를 포함하는 계산 영역에 대응되며, 하나 이상의 정점을 포함하는 격자의 속도 필드를 복수 개의 시간 단계별로 산출하는 격자 시뮬레이션 모듈; 상기 각 시간 단계에서 상기 격자의 속도 필드에 기초하여 하나 이상의 입자를 생성하는 입자 생성 모듈; 상기 하나 이상의 입자의 위치 및 속도를 상기 복수 개의 시간 단계별로 산출하는 입자 시뮬레이션 모듈; 및 상기 각 시간 단계에서, 상기 하나 이상의 입자 중 상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자의 속도를 이용하여 상기 격자의 속도 필드를 갱신하는 상호 작용 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 방법은, 유체를 포함하는 계산 영역에 대응되며, 하나 이상의 정점을 포함하는 격자의 속도 필드를 복수 개의 시간 단계별로 산출하는 단계; 상기 각 시간 단계에서 상기 격자의 속도 필드에 기초하여 하나 이상의 입자를 생성하는 단계; 상기 하나 이상의 입자의 위치 및 속도를 상기 복수 개의 시간 단계별로 산출하는 단계; 및 상기 각 시간 단계에서, 상기 하나 이상의 입자 중 상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자의 속도를 이용하여 상기 격자의 속도 필드를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법에 의하면, 격자 기반의 유체 유동 시뮬레이션 기법에 유체 입자를 더하여 유체 유동 시뮬레이션을 수행할 수 있으며, 격자와 입자 사이의 상호 작용을 시뮬레이션하는 것이 가능한 이점이 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 방법의 순서도이다.
도 3a 내지 3h는 일 실시예에 따른 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 과정을 나타내는 도면들이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
도 1은 일 실시예에 따른 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템은 격자 시뮬레이션 모듈(10), 입자 생성 모듈(20), 입자 시뮬레이션 모듈(30) 및 상호 작용 모듈(40)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 입자 생성 모듈(20)은 가속도 산출부(210) 및 입자 생성부(220)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상호 작용 모듈(40)은 위치 결정부(410), 속도 수정부(420) 및 입자 삭제부(430)를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시예는 전적으로 하드웨어이거나, 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어이거나, 또는 전적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 예컨대, 본 명세서에서 부(unit), 모듈(module) 또는 시스템 등은 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 소프트웨어 등 컴퓨터 관련 엔티티(entity)를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 부, 모듈 또는 시스템은 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체(object), 실행파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨터에서 실행중인 애플리케이션(application) 및 컴퓨터의 양쪽이 모두 본 명세서에 기재된 부, 모듈 또는 시스템에 해당할 수 있다.
격자 시뮬레이션 모듈(10)은 시뮬레이션의 대상이 되는 유체를 포함하는 계산 영역을 격자 형태의 유한 요소로 분할하고, 격자의 속도 필드를 시간 단계(time step) 별로 산출함으로써 유체의 움직임을 시뮬레이션할 수 있다. 예컨대, 격자는 하나 이상의 셀(cell)을 포함할 수 있으며, 각 셀(cell)의 꼭지점에 해당하는 정점(vertex)에 대해 속도값이 정의될 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서, 다른 실시예에서는 각 셀의 중심에 대해 속도값이 정의될 수도 있다. 또한, 격자는 2차원 또는 3차원의 격자 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
격자 시뮬레이션 모듈(10)은 각 시간 단계에서 격자의 속도 필드에 대하여 나비어-스톡스(Navier-Stokes) 방정식을 연산함으로서 유체의 움직임을 시뮬레이션할 수 있다. 나비어-스톡스 방정식의 연산 과정에 대해서는, "Stable Fluids"의 제목을 가지며 1999년 발행된, 본 명세서에 참조로서 온전히 포함되는 Jos Stam의 논문 등에 개시되어 당업자에게 용이하게 이해될 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.
입자 생성 모듈(20)의 가속도 산출부(210)에서는, 격자 시뮬레이션 모듈(10)에서 산출된 격자의 각 시간 단계별 속도 필드를 이용하여 가속도 필드를 산출할 수 있다. 예를 들어, 가속도 산출부(210)는 유체 시뮬레이션에서 n번째 프레임(frame)의 속도 필드와 n-1번째 프레임의 속도 필드의 차를 이용하여 가속도 필드를 산출할 수 있다. 입자 생성부(220)에서는, 가속도 산출부(210)에서 산출된 가속도 필드에서 가속도가 미리 결정된 문턱값 이상인 영역에 입자를 생성할 수 있다. 예를 들어, 가속도 필드에서 가속도 값이 문턱값 이상인 정점에 인접하여 입자가 생성될 수 있다.
격자 시뮬레이션 모듈(30)은, 입자 생성 모듈(20)에 의해 생성된 하나 이상의 입자의 위치 및 속도를 복수 개의 시간 단계별로 산출할 수 있다. 즉, 하나 이상의 입자는 유체 시뮬레이션이 진행되는 동안 중력, 공기 저항 등의 외부 힘 및/또는 입자들 간의 상호작용에 의한 내부 힘에 의한 영향을 받으면서 움직일 수 있다. 격자 시뮬레이션 모듈(30)에서는 공지된 입자 기반의 시뮬레이션 기법에 기초하여 하나 이상의 입자의 위치 및 속도를 시간 단계별로 산출할 수 있다. 유체 시뮬레이션에서 이용되는 입자 시뮬레이션 기법에 대해서는 본 발명의 기술 분야의 당업자들에게 잘 알려져 있으므로 자세한 설명을 생략한다.
상호 작용 모듈(40)의 위치 결정부(410)는, 각 시간 단계별로 격자에서 입자의 위치가 유체 내부인지를 결정할 수 있다. 입자가 유체 내부에 위치하는지 여부는 입자의 레벨 셋(level set) 값을 산출함으로써 결정될 수 있으며, 이는 상세히 후술한다. 속도 수정부(420)는, 유체 내부에 위치하는 입자의 속도를 이용하여 해당 입자로부터 미리 결정된 거리 내에 위치하는 유체 내부의 정점들의 속도값을 수정할 수 있다. 이와 같이 수정된 속도값을 이용하여 다음 시간 단계의 시뮬레이션 과정을 수행함으로써 속도 필드가 갱신될 수 있다. 입자 삭제부(430)는, 속도 수정부(420)에 의해 정점들의 속도값의 갱신이 이루어진 후 유체 내부의 입자를 삭제할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 방법의 순서도이며, 도 3a 내지 3h는 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 과정을 나타내는 도면들이다. 도 2 및 도 3a 내지 3h를 참조하여 일 실시예에에 따른 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 유체 시뮬레이션의 임의의 시간 단계에서, 전 시간 단계의 속도 필드에 대하여 나비어-스톡스 방정식을 연산함으로써 현재 시간 단계의 격자의 속도 필드를 산출할 수 있다(S1). 나비어-스톡스 방정식의 연산에 의한 유체 유동 시뮬레이션 방법에 대해서는 본 발명의 기술 분야의 당업자들에게 잘 알려져 있으므로 자세한 설명을 생략한다.
3a를 참조하면, 임의의 시간 단계에서 현재 시간 단계의 속도 필드와 전 시간 단계의 속도 필드를 비교하여 가속도 필드를 산출할 수 있다(S2). 다음으로, 산출된 가속도 필드에 기초하여 유체(300)에 인접한 하나 이상의 입자(310, 320)를 생성할 수 있다(S3). 예를 들어, 가속도 필드에서 임의의 셀 주변의 정점들이 미리 결정된 문턱값 이상의 가속도 값을 갖는 경우, 해당 셀에 입자를 생성할 수 있다. 상기 문턱값은 시뮬레이션 대상 유체의 점성 등 특징에 기초하여 적절히 결정될 수 있다. 또한, 생성되는 입자의 위치 및 속도는 입자에 인접한 정점들의 속도값에 기초하여 비례적으로 결정될 수도 있다. 본 명세서에 첨부된 도면들에서 각각의 입자 또는 정점에 표시된 화살표는 각 입자 또는 정점의 속도 벡터를 나타낸다.
도 3b 및 3c를 참조하면, 전술한 과정에 의하여 생성된 하나 이상의 입자(310, 320)의 위치 및 속도에 기초하여 후속하는 하나 이상의 시간 단계에서 하나 이상의 입자(310, 320)의 위치 및 속도를 산출할 수 있다(S4). 각각의 입자(310, 320)는 유체 시뮬레이션이 진행됨에 따라 중력, 공기 저항 등의 외부 힘 및/또는 입자(310, 320)들 사이의 내부 힘에 의한 영향을 받아 이동할 수 있다. 이때, 도 3c에 도시된 것과 같이 하나 이상의 입자(310, 320) 중 일부 또는 전부가 유체(300)에 인접한 방향으로 이동할 수도 있다.
도 3d를 참조하면, 하나 이상의 입자(310, 320)의 위치가 유체(300) 내부에 해당하는지 여부를 결정할 수 있다(S5). 이는 하나 이상의 입자(310, 320)의 레벨 셋 값을 산출함으로써 수행될 수 있다. 격자 기반의 유체 시뮬레이션에 있어서 유체(300)의 표면에 대응되는 정점들은 0 레벨 셋으로 정의되며, 나머지 정점들은 유체(300) 표면까지의 거리에 따라 부호를 갖는 거리 함수로 표현되는 소정의 레벨 셋 값을 갖는다. 따라서, 하나 이상의 입자(310, 320)의 레벨 셋 값의 부호를 이용하여 각각의 입자(310, 320)의 위치가 유체(300) 내부인지 또는 외부인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 유체(300) 외부에 위치하는 입자(320)의 레벨 셋 값은 양수(+)이나, 유체(300) 내부에 위치하는 입자(310)의 레벨 셋 값은 음수(-)일 수 있다.
도 3e를 참조하면, 유체(300) 내부에 위치하는 입자(310)의 속도를 이용하여, 해당 입자(310)로부터 미리 결정된 거리(d) 내에 위치하며, 또한 유체(300) 내부에 위치하는 정점(vertex)의 속도값을 수정할 수 있다(S6). 예를 들어, 입자(310)의 속도를 입자(310)에 인접하여 위치하는 4개의 정점(330)에 분산하여 더할 수 있다. 이때, 각 정점(330)에 더해지는 속도값의 비율은 각 정점(330)으로부터 입자(310)까지의 거리에 비례하도록 결정될 수도 있다. 또한, 상기 미리 결정된 거리는 시뮬레이션하고자 하는 유체(300)의 점성 등 특징에 기초하여 적절히 결정될 수 있다. 다음으로, 도 3f를 참조하면, 유체(300) 내부에 위치하는 입자(310)를 삭제할 수 있다(S7).
도 3g를 참조하면, 수정된 각 정점의 속도값을 반영하여 격자의 속도 필드에 대한 유체 유동 시뮬레이션을 수행함으로써 갱신된 속도 필드를 산출할 수 있다(S8). 또한, 이와 같이 갱신된 속도 필드에 따라 유체(300)의 표면에 대응되는 0 레벨 셋을 이동시킬 수 있다.
도 3a 내지 3g를 참조하여 설명한 과정을 복수 개의 시간 단계의 진행에 따라 마지막 시간 단계까지 반복적으로 수행함으로써, 격자와 입자의 상호 작용을 반영하여 유체 유동 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있다. 예컨대, 도 3h를 참조하면, 갱신된 속도 필드에 기초하여 하나 이상의 새로운 입자(340)를 생성할 수 있다(S2).
실시예들에 따른 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 방법은 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다.
나아가, 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 유동 시뮬레이션 방법은 일련의 과정들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수도 있으며, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수도 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 유체를 포함하는 계산 영역에 대응되며, 하나 이상의 정점을 포함하는 격자의 속도 필드를 복수 개의 시간 단계별로 산출하는 격자 시뮬레이션 모듈;
    상기 각 시간 단계에서 상기 격자의 속도 필드에 기초하여 하나 이상의 입자를 생성하는 입자 생성 모듈;
    상기 하나 이상의 입자의 위치 및 속도를 상기 복수 개의 시간 단계별로 산출하는 입자 시뮬레이션 모듈; 및
    상기 각 시간 단계에서 상기 하나 이상의 입자의 레벨 셋 값을 산출함으로써 상기 하나 이상의 입자 중 상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자를 결정하고, 상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자의 속도를 이용하여 상기 격자의 속도 필드를 갱신하는 상호 작용 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입자 생성 모듈은,
    상기 각 시간 단계의 상기 격자의 속도 필드를 전 시간 단계의 상기 격자의 속도 필드와 비교하여 상기 격자의 가속도 필드를 산출하는 가속도 산출부; 및
    상기 격자의 가속도 필드에 기초하여, 미리 결정된 문턱값 이상의 가속도 값을 갖는 상기 정점에 인접하여 상기 입자를 생성하는 입자 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상호 작용 모듈은,
    상기 하나 이상의 입자 중 상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자를 결정하는 위치 결정부;
    상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자의 속도를 이용하여, 상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자로부터 미리 결정된 거리 내에 위치하며 상기 유체에 대응되는 영역 내에 위치하는 상기 정점의 속도값을 수정하는 속도 수정부; 및
    상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자를 삭제하는 입자 삭제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 입자 생성 모듈은, 상기 각 시간 단계에서 상기 상호 작용 모듈에 의해 수정된 상기 격자의 속도 필드에 기초하여 후속하는 시간 단계에서 상기 입자를 생성하는 것을 특징으로 하는 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템.
  5. 유체를 포함하는 계산 영역에 대응되며, 하나 이상의 정점을 포함하는 격자의 속도 필드를 복수 개의 시간 단계별로 산출하는 단계;
    상기 각 시간 단계에서 상기 격자의 속도 필드에 기초하여 하나 이상의 입자를 생성하는 단계;
    상기 하나 이상의 입자의 위치 및 속도를 상기 복수 개의 시간 단계별로 산출하는 단계;
    상기 각 시간 단계에서 상기 하나 이상의 입자의 레벨 셋 값을 산출함으로써 상기 하나 이상의 입자 중 상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자를 결정하는 단계; 및
    상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자의 속도를 이용하여 상기 격자의 속도 필드를 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 입자를 생성하는 단계는,
    상기 각 시간 단계의 상기 격자의 속도 필드를 전 시간 단계의 상기 격자의 속도 필드와 비교하여 상기 격자의 가속도 필드를 산출하는 단계; 및
    상기 격자의 가속도 필드에 기초하여, 미리 결정된 문턱값 이상의 가속도 값을 갖는 상기 정점에 인접하여 상기 입자를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 격자의 속도 필드를 갱신하는 단계는,
    상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자의 속도를 이용하여, 상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자로부터 미리 결정된 거리 내에 위치하며 상기 유체에 대응되는 영역 내에 위치하는 상기 정점의 속도값을 수정하는 단계; 및
    상기 유체에 대응되는 영역에 위치하는 상기 입자를 삭제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 입자를 생성하는 단계는, 상기 각 시간 단계에서, 전 시간 단계에서 갱신된 상기 격자의 속도 필드에 기초하여 상기 입자를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 방법.
KR1020110019295A 2011-03-04 2011-03-04 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법 KR101244826B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110019295A KR101244826B1 (ko) 2011-03-04 2011-03-04 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110019295A KR101244826B1 (ko) 2011-03-04 2011-03-04 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120100419A KR20120100419A (ko) 2012-09-12
KR101244826B1 true KR101244826B1 (ko) 2013-03-19

Family

ID=47110160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110019295A KR101244826B1 (ko) 2011-03-04 2011-03-04 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101244826B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101514806B1 (ko) * 2014-01-20 2015-04-24 동국대학교 산학협력단 유체 시뮬레이션 방법 및 장치
US9953109B2 (en) 2014-08-26 2018-04-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Object modeling method and apparatus
US10572609B2 (en) 2014-11-13 2020-02-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus to model objects including particles
US10606966B2 (en) 2014-08-26 2020-03-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for modeling deformable body including particles

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102255188B1 (ko) * 2014-10-13 2021-05-24 삼성전자주식회사 부드러운 실루엣 표현을 위한 대상 개체를 모델링하는 방법 및 장치
KR20170052144A (ko) 2015-11-04 2017-05-12 삼성전자주식회사 대상 유체를 렌더링하는 방법 및 장치
KR102026153B1 (ko) * 2019-05-22 2019-09-27 서울대학교산학협력단 행위자 기반 모형을 포함하는 다중 규모 모형을 이용한 남조류 이송·확산 거동의 수치모의 방법
KR102181979B1 (ko) * 2019-12-13 2020-11-23 이에이트 주식회사 Sph 기반의 유체 해석 시뮬레이션을 하는 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램
KR102181981B1 (ko) * 2019-12-13 2020-11-23 이에이트 주식회사 Sph 기반의 유체 해석 시뮬레이션을 하는 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램
KR102436658B1 (ko) * 2020-07-23 2022-08-26 이에이트 주식회사 입자 기반의 유체 해석 시뮬레이션 방법 및 유체 해석 시뮬레이션 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100588000B1 (ko) 2004-12-13 2006-06-08 한국전자통신연구원 유체 애니메이션에서의 자유경계 추적 장치 및 그 방법
KR20060090494A (ko) * 2005-02-07 2006-08-11 삼성전자주식회사 3차원 물리 시뮬레이션 방법, 3차원 그래픽 생성 방법 및그 장치
KR100972624B1 (ko) * 2009-02-11 2010-07-27 고려대학교 산학협력단 다상유체 시뮬레이션 장치 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100588000B1 (ko) 2004-12-13 2006-06-08 한국전자통신연구원 유체 애니메이션에서의 자유경계 추적 장치 및 그 방법
KR20060090494A (ko) * 2005-02-07 2006-08-11 삼성전자주식회사 3차원 물리 시뮬레이션 방법, 3차원 그래픽 생성 방법 및그 장치
KR100972624B1 (ko) * 2009-02-11 2010-07-27 고려대학교 산학협력단 다상유체 시뮬레이션 장치 및 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101514806B1 (ko) * 2014-01-20 2015-04-24 동국대학교 산학협력단 유체 시뮬레이션 방법 및 장치
US9953109B2 (en) 2014-08-26 2018-04-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Object modeling method and apparatus
US10606966B2 (en) 2014-08-26 2020-03-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for modeling deformable body including particles
US10572609B2 (en) 2014-11-13 2020-02-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus to model objects including particles

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120100419A (ko) 2012-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101244826B1 (ko) 격자와 입자의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법
KR101214903B1 (ko) 입자간의 상호 작용을 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법
JP7133894B2 (ja) データに基づくインタラクティブ３ｄエクスペリエンス
Gerstenberger et al. An embedded Dirichlet formulation for 3D continua
Idelsohn et al. A fast and accurate method to solve the incompressible Navier‐Stokes equations
Murotani et al. Development of hierarchical domain decomposition explicit MPS method and application to large-scale tsunami analysis with floating objects
JP5209298B2 (ja) 流れのシミュレーション計算方法およびシステム
KR100984048B1 (ko) 파티클 유체 시뮬레이션에서의 강성체 상호작용 처리 방법
US10311180B2 (en) System and method of recovering Lagrange multipliers in modal dynamic analysis
KR100588000B1 (ko) 유체 애니메이션에서의 자유경계 추적 장치 및 그 방법
KR101170909B1 (ko) 이동 그리드를 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법
KR101909383B1 (ko) 압축성 볼츠만 해석 기법의 벽면 경계 조건 모델링 방법
KR101110342B1 (ko) 유체 시뮬레이션 형상 제어 시스템 및 방법
US10248766B2 (en) Simulation method and analyzing device
JP2014206520A (ja) タイヤ摩耗シミュレーション方法及びタイヤ摩耗シミュレーションプログラム
CN113204911A (zh) 一种冲压翼伞后缘偏转过程流固耦合仿真方法及***
Harwood et al. Numerical evaluation of the compact acoustic Green’s function for scattering problems
Qin et al. A 3D nonhydrostatic compressible atmospheric dynamic core by multi-moment constrained finite volume method
JP6327927B2 (ja) シミュレーション装置、モデル生成装置、シミュレーション方法、モデル生成方法、及びコンピュータプログラム
CN104508667A (zh) 用于模拟一组元件的方法及相关的计算机程序
Junior et al. PolyMPS—An open source CFD solver based on Polygon walls in Moving Particle Semi-implicit (MPS) method
Montanari et al. Isogeometric models for impact analysis with LS-DYNA
Jørgensen et al. Implementation of a turbulent inflow boundary condition for LES based on a vortex method
Ksyta et al. Fast Simulations in Augmented Reality
Amann et al. Integral porosity shallow water model at district scale-Case study in Nice

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190311

Year of fee payment: 7