ConJac: Large Steps in Dynamic Simulation
ConJac: Large Steps in Dynamic Simulation
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ConJac：动态仿真的重大进步
DOI：
10.1145/3424636.3426901
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Sueda, Shinjiro
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Weidner, Nicholas J.;Kim, Theodore;Sueda, Shinjiro
我们提出了一种新的方法，允许在动态模拟中使用大时间步长。我们的方法ConJac基于凝聚，这是一种通过将多个自由度(DOF)表示为剩余自由度来消除它们的技术。在这项工作中，我们选择一个节点子集作为动态节点，并通过定义从这些选择的动态自由度的速度到其余准静态自由度的速度的线性映射，在速度级别上进行凝聚。然后，我们使用此映射来推导仅涉及动态自由度的简化运动方程。我们还导出了一个新的稳定项，使我们能够使用复杂的非线性材料模型。ConJac在大的时间步长上保持稳定，表现出高度动态的运动，并且表现出最小的数值衰减。与子空间方法形成鲜明对比的是，一旦达到静态，ConJac就会给出与全空间方法完全相同的配置。ConJac使用范围广泛的中等到刚性材质，支持各向异性和异质性，处理拓扑更改，并可以与包括刚体动力学在内的现有解算器结合使用。
We present a new approach that allows large time steps in dynamic simulations. Our approach, ConJac, is based on condensation, a technique for eliminating many degrees of freedom (DOFs) by expressing them in terms of the remaining degrees of freedom. In this work, we choose a subset of nodes to be dynamic nodes, and apply condensation at the velocity level by defining a linear mapping from the velocities of these chosen dynamic DOFs to the velocities of the remaining quasistatic DOFs. We then use this mapping to derive reduced equations of motion involving only the dynamic DOFs. We also derive a novel stabilization term that enables us to use complex nonlinear material models. ConJac remains stable at large time steps, exhibits highly dynamic motion, and displays minimal numerical damping. In marked contrast to subspace approaches, ConJac gives exactly the same configuration as the full space approach once the static state is reached. ConJac works with a wide range of moderate to stiff materials, supports anisotropy and heterogeneity, handles topology changes, and can be combined with existing solvers including rigid body dynamics.
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DOI：
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发表时间：
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期刊：
Proceedings 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2006. ICRA 2006.
影响因子：
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作者：
Rachel Weinstein;Joseph Teran;Ron Fedkiw
通讯作者：
Rachel Weinstein;Joseph Teran;Ron Fedkiw
DOI：
10.1002/nme.1620080115
发表时间：
1974
影响因子：
2.9
作者：
E. Wilson
通讯作者：
E. Wilson
基于网格的非线性弹性的宏块优化
DOI：
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发表时间：
2016
期刊：
Symposium on Computer Animation
影响因子：
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作者：
Nathan Mitchell;M. Doescher;Eftychios Sifakis
通讯作者：
Eftychios Sifakis
用于反转安全和元件修复的各向异性弹性
DOI：
10.1145/3306346.3323014
发表时间：
2019
期刊：
ACM Transactions on Graphics (TOG)
影响因子：
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作者：
Theodore Kim;F. D. Goes;Hayley N. Iben
通讯作者：
Hayley N. Iben
DOI：
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发表时间：
1986
期刊：
影响因子：
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作者：
M. Paz
通讯作者：
M. Paz