Interaction of Fluid and Thin Shell Structure with Signed Distance Fields

거리 장 함수를 이용한 얇은 막과 유체의 예측 기반 상호작용 시뮬레이션

  • Received : 2010.10.25
  • Accepted : 2011.01.04
  • Published : 2011.02.28

Abstract

In Computer Graphics, interaction between a particle-based fluid and a rigid body is important. In General, this interaction has been simulated in a discrete environment. As a result, there have been lots of errors. The larger the time step is used, the bigger the error is. This paper describes how to minimize the error in a discrete environment. To be specific, the collision handling method is that estimates particle collision using a signed distance function increases continuously according to space. At the time a fluid particle and a rigid body model collide, the exact collision time and the position is estimated. Through this, we propose the method how to be simulated the interaction between a fluid and a rigid body model as a continuous environment.

컴퓨터 그래픽스에서 입자 기반의 유체와 강체 모델과의 상호작용을 정확히 시뮬레이션 하는 것은 중요한 문제이다. 일반적으로 이러한 상호작용은 시간에 대해 연속적이지 않은 환경에서 시뮬레이션 되어왔다. 이로 인해 상호작용을 시뮬레이션하는 데 있어서 많은 오차가 있었다. 본 논문에서는 이러한 불연속적인 환경에서 발생하는 오차를 해결하는 방법을 제안한다. 강체 모델의 거리함수장인 음함수가 공간에 따라 연속적으로 증가하는 특성을 이용하여 입자 충돌을 예측하는 예측 기반 충돌 처리 기법을 제안한다. 유체입자와 강체 모델이 충돌할 때 정확한 충돌시점과 충돌 지점을 계산한다. 이를 통하여 유체와 강체가 실제 환경인 연속적인 환경에서와 같이 상호작용하도록 시뮬레이션 하였다.

Keywords

References

  1. ADAMS B., PAULYM., KEISER R., GUIBAS L.J."Adaptively sampled particle fluids, "ACM Transactions on Graphics, pp. 48.2007
  2. MULLER M., CHARYPAR D., GROSS M. "Particle based fluid simulation for interactive applications," SCA, pp. 154-159.
  3. MONAGHAN J. , "Smoothed particle hydrodynamiCS, "Annual Revision on Astronomy and Astrophisics 30, 543-574,1992. https://doi.org/10.1146/annurev.aa.30.090192.002551
  4. MONAGHAN J. J.: "Smoothed particle hydrodynamics," Reports on Progress in Physjcs 68, pp.1703-1759, 2005. https://doi.org/10.1088/0034-4885/68/8/R01
  5. MONAGHAN J. J. "Fluid motion generated by impact,"Jouurnal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, pp.250-259, 2003.
  6. GUENDELMAN E, SElLE A., LOSASSO F., FEDKlWR., "Coupling water and smoke to thin delorrnable and rigid shells," ACM Transactiollson Graphics, pp. 973-981,2005.
  7. STAM J.: "Stable fluids," ACM Transactions on Graphics, pp. 121-128,1999.
  8. MULLER M., SOLENTHALER B., KEISER R., GROSS M. "Particle - based fluid-fluid interaction,"SCA, pp.237-244, 2005.
  9. SEUNGTAIK OH, YOUNGHEE KIM, BYUNG SEOK ROH "Impulse-based rigid body interaction in SPH," Computer Animation and Viltual Worlds 20, pp. 215-224, 2009. https://doi.org/10.1002/cav.290
  10. KAY BAO, HUI ZHANG, ENHUO WU, "Pressure corrected SPH for fluid animation," Computer Animation and Virtual Worlds 20, pp. 215-224, 2009. https://doi.org/10.1002/cav.290
  11. FOSTER K, METAXAS D. , "Realistic animation of liquids," Graphical Modds and Image Processing. Vol 58, 471-483,1996. https://doi.org/10.1006/gmip.1996.0039
  12. ARNULPH FUHRMANN, "Distance Fields for Rapid Collision Detection in Physically Based Modeling," In Proceedings of Graphic on 2003. 2003.