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界面追跡による流れ模様の生成

通过界面跟踪生成流动模式

基本信息

批准号：
11J01731
负责人：
安東遼一
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は, 液体のアダプティブ計算のための圧力計算効率向上化のアルゴリズムの開発に取り組んだ. 液体を計算するには, ナビエ・ストークス方程式を離散化して解く必要がある. コンピューターグラフィックスではナビエ・ストークス方程式を, 移流項・圧力項に分解し, ストークス方程式として別々のアルゴリズムで計算される. 特に圧力項は移流項に比べ巨大な線形方程式を解く必要があり, 計算コストが非常に高いことで知られる. このため, 流体力学における圧力計算は多くの研究者の間で重要な課題となっている。コンピューターグラフィックスにおける流体力学は, 液面付近の現象の再現に重点が置かれる. この性質を利用して, 本研究では圧力の解の精度を空間で自由に調整可能な新しい圧力の計算法の開発に取り組んだ. 解の精度を空間で調整できるアルゴリズムを開発することで, 液面付近の圧力の精度を局所的に高められ, 効率の良い圧力計算が期待できる. 既存研究のアダプティブグリッドはメッシュ生成コストが高く, またメモリのデータアクセスのパターン化が難しく, キャッシュヒット率の低下により計算の効率化に難があった. そこで, 本研究ではアップサンプルを用いた圧力場の計算法に取り組んだ. 新手法では, 低解像度の圧力場を定義し, これを高解像度に変換された圧力場で, 近似解を計算する. 低解像度の圧力場は局所的に解像度を自由に調整することができるので, 最終的に計算される圧力場の解像度も調整可能となる. 中間結果として, 2次元, 3次元の液体シミュレーションの計算に成功した, その結果, 圧力の線形ソルバの計算を大幅に高速化することに成功した.

This year, the calculation of liquid pressure and the calculation of force are divided into groups according to the development of liquid pressure calculation efficiency. The solution of the equation is necessary. The equation of the flow term and the pressure term are decomposed into the equation of the flow term and the pressure term. The pressure term, the displacement term, and the linear equation must be solved. The calculation of pressure in fluid mechanics is an important topic for many researchers. Hydrodynamics is the key to the reproduction of liquid surface approaching phenomena. The accuracy of the solution of the pressure force can be adjusted freely in space, and new methods for calculating the pressure force can be developed. The accuracy of the solution is adjusted in space, the accuracy of the pressure of the liquid surface approach is adjusted in place, and the calculation of the pressure is expected to be effective. Existing studies have shown that it is difficult to reduce the cost and efficiency of computing by reducing the cost and efficiency of computing. In this study, the pressure field calculation method is used to select the group of components. The new method is to define the low resolution pressure field and calculate the approximate solution for the high resolution pressure field. The resolution of the low resolution pressure field can be adjusted freely, and the resolution of the final pressure field can be adjusted freely. The calculation of the intermediate result, the two-dimensional, three-dimensional liquid solution, was successful, and the calculation of the linear pressure solution was greatly accelerated.