KR100568564B1 - A real-time simulation and rendering method for fluid effects using mesh-free simulation technique - Google Patents

A real-time simulation and rendering method for fluid effects using mesh-free simulation technique Download PDF

Info

Publication number
KR100568564B1
KR100568564B1 KR1020030086240A KR20030086240A KR100568564B1 KR 100568564 B1 KR100568564 B1 KR 100568564B1 KR 1020030086240 A KR1020030086240 A KR 1020030086240A KR 20030086240 A KR20030086240 A KR 20030086240A KR 100568564 B1 KR100568564 B1 KR 100568564B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rendering
fluid
lattice
real
volume
Prior art date
Application number
KR1020030086240A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20050052707A (en
Inventor
강문구
신영길
홍성욱
Original Assignee
강문구
(주)그래피직스
신영길
홍성욱
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 강문구, (주)그래피직스, 신영길, 홍성욱 filed Critical 강문구
Priority to KR1020030086240A priority Critical patent/KR100568564B1/en
Publication of KR20050052707A publication Critical patent/KR20050052707A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100568564B1 publication Critical patent/KR100568564B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/15Correlation function computation including computation of convolution operations
    • G06F17/156Correlation function computation including computation of convolution operations using a domain transform, e.g. Fourier transform, polynomial transform, number theoretic transform
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/08Volume rendering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Image Generation (AREA)

Abstract

본 발명은 무격자 해석기법과 볼륨렌더링 기법을 이용한 유체효과 실시간 시뮬레이션 및 렌더링 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 격자구조를 사용하지 않고 수치해석을 수행할 수 있는 무격자법의 특성과 불규칙한 형상의 실시간 렌더링에 적합한 볼륨렌더링 기법을 접목하여 유체의 운동을 실시간으로 시뮬레이션하고 렌더링할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid effect real-time simulation and rendering method using a non-lattice analysis method and a volume rendering method, and more particularly, to the characteristics and irregular shape of the non-lattice method that can perform numerical analysis without using a grid structure The present invention relates to a method of simulating and rendering fluid motion in real time by combining a volume rendering technique suitable for real-time rendering.

본 발명의 시뮬레이션 및 렌더링 방법은 계산영역(calculation domain) 내에 임의로 분포된 각 질점들 사이의 수학적 상관관계를 거리의 함수로 표현하는 무격자 기법으로 자유표면이 포함된 유체의 운동량을 해석하여 시뮬레이션 하는 단계와, 상기 시뮬레이션 단계에서 얻은 질점의 좌표와 속도 성분으로 볼륨 데이터를 생성하고, 그 질점으로 구성된 유체의 입체감을 표현하기 위한 변수들을 구하여 렌더링을 수행하는 볼륨렌더링 단계를 포함한다.Simulation and rendering method of the present invention is a non-lattice technique that expresses the mathematical correlation between each randomly distributed matter in the calculation domain as a function of distance, and simulates by analyzing the momentum of the fluid containing the free surface. And a volume rendering step of generating volume data using coordinates and velocity components of the quality point obtained in the simulation step, obtaining variables for expressing the three-dimensional effect of the fluid composed of the quality point, and performing rendering.

무격자, 유체효과, 시뮬레이션, 렌더링, SPH, 사전 적분Grating, Fluid Effects, Simulation, Rendering, SPH, Pre-Integral

Description

무격자 해석기법과 볼륨렌더링 기법을 이용한 유체효과 실시간 시뮬레이션 및 렌더링 방법 {A real-time simulation and rendering method for fluid effects using mesh-free simulation technique}A real-time simulation and rendering method for fluid effects using mesh-free simulation technique

도 1은 무격자 모델의 질점분포 예시도이다.1 is an example of a material distribution of a non-lattice model.

도 2는 영향영역과 계산영역을 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating an influence area and a calculation area.

도 3a 내지 도 3d는 무격자법에 의한 댐붕괴 문제의 해석을 시간의 경과에 따라 나타내는 그래프이다.3A to 3D are graphs showing the analysis of the dam collapse problem by the non-lattice method over time.

도 4a 내지 도 4f는 시간 경과에 따른 성질이 서로 다른 유체의 댐이 붕괴되어 혼합되는 문제를 시간의 경과에 따라 시뮬레이션하는 그래프이다.4A to 4F are graphs simulating the problem of dams of mixed fluids having different properties over time collapsed and mixed over time.

도 5a 내지 도 5d는 무격자법을 이용하여 자유표면 유동문제를 3차원적으로 해석하는 그래프이다.5A to 5D are graphs for three-dimensional analysis of a free surface flow problem using a non-lattice method.

도 6a 내지 도 6b는 퐁(Phong) 조도 벡터를 나타내는 도면이다.6A to 6B are diagrams illustrating Phong roughness vectors.

도 7a 내지 도 7d는 무격자 해석기법과 볼륨렌더링 기법을 이용한 실시간 유체효과를 나타낸 도면이다.7A to 7D illustrate real-time fluid effects using a non-lattice analysis technique and a volume rendering technique.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 구현방법을 나타낸 순서도이다.8 is a flowchart illustrating an implementation method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 무격자 해석기법과 볼륨렌더링 기법을 이용한 유체효과 실시간 시뮬레이션 및 렌더링 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 격자구조를 사용하지 않고 수치해석을 수행할 수 있는 무격자법의 특성과 불규칙한 형상의 실시간 렌더링에 적합한 볼륨렌더링 기법을 접목하여 유체의 운동을 실시간으로 시뮬레이션하고 렌더링할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid effect real-time simulation and rendering method using a non-lattice analysis method and a volume rendering method, and more particularly, to the characteristics and irregular shape of the non-lattice method that can perform numerical analysis without using a grid structure The present invention relates to a method of simulating and rendering fluid motion in real time by combining a volume rendering technique suitable for real-time rendering.

실시간 유체효과의 사실적인 표현을 위해서는 물리적 법칙에 의한 연산이 필수적이다.For the realistic representation of real-time fluid effects, computation by physical laws is essential.

특히 자유표면이 포함된 유체의 운동을 사실적으로 표현하는 일은 컴퓨터그래픽 분야의 어려운 난제에 속한다.In particular, the realistic representation of the motion of fluids with free surfaces is a difficult challenge in the field of computer graphics.

유체의 자유표면은 시간에 따라 불규칙하게 이동하므로 그 정확한 형상을 추적하는 일이 용이하지 않고 많은 연산적인 부하를 초래하게 된다.Since the free surface of the fluid moves irregularly over time, tracking its exact shape is not easy and results in a lot of computational load.

유체의 유동과 관련한 문제를 수치해석적인 방법으로 해결하는데 있어 여러 가지 기법들이 시도된 바 있다.Several techniques have been tried to solve the problems related to the flow of fluid in a numerical way.

유한요소법(FEM), 유한차분법(FDM), 유한제어체적법(FVM) 등은 그 대표적인 예에 해당하며, 수십년 동안 연구되어 체계적으로 잘 정립되어 있다.Finite element method (FEM), finite difference method (FDM), and finite control volume method (FVM) are typical examples, and have been studied for decades and well established.

그러나 자유표면이 존재하는 유동문제는 그 동안 여러 가지 시도에도 불구하고 수학적 엄밀성과 폭넓은 적용가능성을 겸비한 획기적인 기법들을 제시하지 못하고 있는 실정이다.However, the flow problem with the free surface has not been able to propose breakthrough techniques that combine mathematical rigor and wide applicability despite various attempts.

고정격자법과 이동격자법 등에 기반한 다양한 기법들에 개발된 바 있으나 이러한 방법들은 모두 연산의 효율성이나 기하학적 엄밀성 등의 요구조건 가운데 한 두 가지를 희생하고 적절한 선에서 타협을 하게 된다.Although it has been developed in various techniques based on the fixed lattice method and the mobile lattice method, all of these methods compromise on the right line at the expense of one or two of the requirements such as the efficiency of computation or the geometrical rigidity.

자유표면이 존재하는 유동문제의 가장 큰 기하학적 문제점은 크게 자유표면 자체의 형상을 추적하는 일과 유동진행에 따라 내부의 계산영역의 격자구조를 최적화하는 일이다.The biggest geometrical problems of the flow problem with the free surface are largely tracking the shape of the free surface itself and optimizing the lattice structure of the internal computational area as the flow progresses.

자유표면 유동에 있어서의 유체 운동이 불규칙하므로 시간에 따라 유체표면과 내부의 격자구조를 최적상태로 유지하기 위해서는 격자구조의 재배열이 필요한데, 지금까지 여러 가지 방법들이 개발되어 사용되어 오고 있음에도 불구하고 격자구조의 최적화는 항상 어려움으로 남아 있다.Because the fluid motion in the free surface flow is irregular, rearrangement of the lattice structure is necessary to maintain the optimal surface of the fluid surface and the interior over time, although various methods have been developed and used so far. Optimizing the grid structure always remains a challenge.

한편, 무격자법은 기존의 유한요소법이나 유한차분법 등과는 달리 격자구조를 사용하지 않고 수치해석을 구할 수 있는 기법으로서, 유체운동 이외에도 구조해석 등의 문제에 적용된다.On the other hand, the non-lattice method is a technique that can obtain a numerical analysis without using a lattice structure, unlike the conventional finite element method or finite difference method, it is applied to problems such as structural analysis in addition to fluid motion.

유체유동 해석의 경우 무격자법을 사용하여 자유표면 문제를 해석한 사례가 있으나, 실시간 렌더링 기법과 접목하여 시뮬레이션이 수행되는 즉시 그 결과를 시각적으로 그래픽화 하여 가시화한 사례는 없었다.In the case of fluid flow analysis, there is a case where the free surface problem is analyzed using the non-lattice method, but there is no case where the result is visualized and visualized as soon as the simulation is performed by combining with the real-time rendering technique.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 격자구조를 사용하지 않고 수치해석을 수행할 수 있는 무격자법의 특성과 불규칙한 형상의 실시간 렌더링에 적합한 볼륨렌더링 기법을 접목하여 유체의 운동을 실시간에 시뮬레이션하고 렌더링할 수 있는 방법을 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to combine the characteristics of the non-lattice method that can perform numerical analysis without using a grid structure and a volume rendering technique suitable for real-time rendering of irregular shapes It provides a method for simulating and rendering fluid motion in real time.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 계산영역 내에 임의로 분포된 각 질점들 사이의 수학적 상관관계를 거리의 함수로 표현하는 무격자 기법으로 자유표면이 포함된 유체의 운동량을 해석하여 시뮬레이션 하는 단계와, 상기 시뮬레이션 단계에서 얻은 질점의 좌표와 속도 성분으로 볼륨 데이터를 생성하고, 그 질점으로 구성된 유체의 입체감을 표현하기 위한 변수들을 구하여 렌더링을 수행하는 볼륨렌더링 단계를 포함하는 유체효과 실시간 시뮬레이션 및 렌더링 방법을 제공하고자 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a non-lattice technique for expressing the mathematical correlation between the randomly distributed points in the computational domain as a function of distance, and analyzing and simulating the momentum of the fluid including the free surface; And a volume rendering step of generating volume data using coordinates and velocity components of a material point obtained in the simulation step, and obtaining and rendering variables for expressing a three-dimensional effect of the fluid composed of the material points. To provide.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 구현 순서는, 무격자 해석기법으로 자유표면 운동을 해석하여 시뮬레이션 하는 단계(S802)와, 상기 시뮬레이션 단계로부터 얻어진 데이터를 가지고 볼륨렌더링을 위한 데이터를 생성하고 예비 적분을 이용해 각종 변수를 구하는 볼륨렌더링 단계(S804)와, 볼륨렌더링하여 얻어진 유체의 표면에 음영과 반사의 효과를 주는 조절 단계(S806)로 구성된다.As shown in FIG. 8, the implementation sequence according to the present invention includes a step of analyzing and simulating a free surface motion by a non-lattice analysis method (S802), and generating data for volume rendering using the data obtained from the simulation step. It consists of a volume rendering step (S804) for obtaining various variables using the preliminary integration, and an adjustment step (S806) for giving the effect of shading and reflection on the surface of the fluid obtained by volume rendering.

무격자 해석기법에는 무요소 갈러킨법(Element-free Galerkin Method), 무격자 로컬 페트로프-갈러킨법(meshless local Petrov-Galerkin method), 점보간법(point interpolation method) 등의 기법들이 있다.The non-lattice analysis methods include the element-free galerkin method, the meshless local Petrov-Galerkin method, and the point interpolation method.

이러한 기법들은 각 질점 사이의 연결관계에 대한 사전정보 없이 무작위로 존재하는 질점들 사이의 수학적 상관관계를 거리의 함수로 표현하는 방법이다.These techniques express mathematical correlations between randomly existing points as a function of distance without prior information about the connection between each point.

그 구현 방법을 설명하기 위해 먼저 계산영역(calculation domain)에 대해 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 계산영역 내부에 필요한 개수만큼의 질점이 임의로 분포된다.First, the calculation domain will be described in order to explain the implementation method. As shown in FIG. 1, as many points as necessary are distributed inside the calculation domain.

이때 질점 사이의 거리나 분포밀도는 균일할 필요가 없으며 계산영역 내부에 무질서하게 무작위로 분포되어도 무방하다.At this time, the distance or distribution density between the material points need not be uniform and may be randomly distributed in the calculation region.

각 질점은 계산을 수행하고자 하는 필드변수(field variable)를 가지고 있으므로 이를 필드노드(field nodes)라고 부르기도 한다.Each material point is called a field node because it has a field variable to perform calculation.

다음 상기 필드변수의 보간에 대해 설명하면, 무격자법에서는 격자구조가 사용되지 않으므로, 주어진 임의의 위치에서의 필드변수

Figure 112003045721792-pat00001
는 위치
Figure 112003045721792-pat00002
의 함수로 수학식 1로 표현된다.Next, when the interpolation of the field variable is described, since the lattice structure is not used in the non-lattice method, the field variable at a given position is given.
Figure 112003045721792-pat00001
Location
Figure 112003045721792-pat00002
It is expressed by Equation 1 as a function of.

Figure 112003045721792-pat00003
Figure 112003045721792-pat00003

여기서,

Figure 112003045721792-pat00004
은 영향영역(influence domain) 내부의 질점의 총 개수,
Figure 112003045721792-pat00005
Figure 112003045721792-pat00006
번째 질점의 필드변수(field variable),
Figure 112003045721792-pat00007
는 이러한 모든 질점들의 속도벡터의 합,
Figure 112003045721792-pat00008
Figure 112003045721792-pat00009
번째 질점의 형상함수(shape function)이다.here,
Figure 112003045721792-pat00004
Is the total number of materials in the influence domain,
Figure 112003045721792-pat00005
Is
Figure 112003045721792-pat00006
Field variable of the first quality,
Figure 112003045721792-pat00007
Is the sum of the velocity vectors of all these points,
Figure 112003045721792-pat00008
Is
Figure 112003045721792-pat00009
Shape function of the first material point.

도 2 및 상기 수학식 1과 같이 배치된 임의의 질점분포에 대해 각 점들의 형 상함수를 이용하여 이산화(discredited) 방정식을 구성하고, 이러한 이산화 방정식을 전체 질점에 대해 적용하여, 전체 방정식(system of equation)을 구성하면 전체 계산영역에 대한 연립방정식이 구성된다.A discretized equation is constructed by using the shape function of each point for an arbitrary point distribution arranged as shown in FIG. 2 and Equation 1, and the discretized equation is applied to the entire point of quality. of equations form a system of equations for the entire computational domain.

이 방정식을 행렬연산을 통해 풀어내면 원하는 해의 분포를 얻게 되며, 상기 방정식들은 가우스(Gauss) 소거법, LU 분해(decomposition), 반복 솔버(iterative solver), 켤레 그래디언트 솔버(conjugate gradient solver) 등의 여러 가지 행렬연산 기법들을 사용하여 해석할 수 있다.Solving this equation through matrix operations yields the distribution of the desired solution, which includes Gaussian elimination, LU decomposition, iterative solver, conjugate gradient solver, and so on. Branch matrices can be used to solve the problem.

다음 무격자 해석기법에 대해서 설명하되, 무격자 해석기법 중에서 자유표면 유동의 해석에 적합한 SPH(smooth particle hydrodynamics)[L. B. lucy, A numerical approach to the testing of the fission hypothesis, The Astron. J. 8(12), pp.1013-1024, 1997] 해석기법에 관하여 설명한다.The following non-lattice analysis techniques are described, including smooth particle hydrodynamics (SPH) [L. B. lucy, A numerical approach to the testing of the fission hypothesis, The Astron. J. 8 (12), pp. 1013-1024, 1997] will be described.

상기 수학식 1의 필드변수

Figure 112003045721792-pat00010
는 영역(domain)
Figure 112003045721792-pat00011
내에서 수학식 2와 같이 근사화 된다.Field variable of Equation 1
Figure 112003045721792-pat00010
Is the domain
Figure 112003045721792-pat00011
It is approximated as in Equation 2.

Figure 112003045721792-pat00012
Figure 112003045721792-pat00012

여기서

Figure 112003045721792-pat00013
Figure 112003045721792-pat00014
는 근사화된 필드변수,
Figure 112003045721792-pat00015
는 가중치함수,
Figure 112003045721792-pat00016
는 영향영역의 크기이고, 상기 가중치함수는 다음의 조건을 충족시켜야 한다.here
Figure 112003045721792-pat00013
Figure 112003045721792-pat00014
Is an approximated field variable,
Figure 112003045721792-pat00015
Is the weight function,
Figure 112003045721792-pat00016
Is the size of the influence area, and the weight function must satisfy the following conditions.

첫째,

Figure 112003045721792-pat00017
번째 영역
Figure 112003045721792-pat00018
내부에서
Figure 112003045721792-pat00019
first,
Figure 112003045721792-pat00017
Th area
Figure 112003045721792-pat00018
From the inside
Figure 112003045721792-pat00019

둘째,

Figure 112003045721792-pat00020
번째 영역
Figure 112003045721792-pat00021
외부에서
Figure 112003045721792-pat00022
second,
Figure 112003045721792-pat00020
Th area
Figure 112003045721792-pat00021
From the outside
Figure 112003045721792-pat00022

셋째, 정규(normality) 법칙에 따라서

Figure 112003045721792-pat00023
Third, according to the law of normality
Figure 112003045721792-pat00023

넷째,

Figure 112003045721792-pat00024
는 거리벡터
Figure 112003045721792-pat00025
의 크기
Figure 112003045721792-pat00026
이 증가함에 따라 단조 감소하는 함수이다.fourth,
Figure 112003045721792-pat00024
Vector street
Figure 112003045721792-pat00025
Size
Figure 112003045721792-pat00026
It is a function that decreases monotonically as it increases.

다섯째,

Figure 112003045721792-pat00027
으로 점근할 때
Figure 112003045721792-pat00028
로 점근한다(여기서
Figure 112003045721792-pat00029
는 디락 델타 함수(Dirac delta function 이다.).fifth,
Figure 112003045721792-pat00027
When asymptotically with
Figure 112003045721792-pat00028
Asymptotic with (where
Figure 112003045721792-pat00029
Is the Dirac delta function.

상기 가중치 함수는 아래 지수함수(수학식 3), 3차원 스플라인(수학식 4), 4차원 스플라인(수학식 5)과 같은 형태로 나타낼 수 있다.The weight function may be represented in the form of an exponential function below (Equation 3), a three-dimensional spline (Equation 4), a four-dimensional spline (Equation 5).

Figure 112003045721792-pat00030
Figure 112003045721792-pat00030

Figure 112003045721792-pat00031
Figure 112003045721792-pat00031

Figure 112003045721792-pat00032
Figure 112003045721792-pat00032

여기서

Figure 112003045721792-pat00033
이고,
Figure 112003045721792-pat00034
는 영향영역의 최대반경이다.here
Figure 112003045721792-pat00033
ego,
Figure 112003045721792-pat00034
Is the maximum radius of the affected area.

다음 상기 SPH 기법을 이용해서 자유표면 유동을 해석하는 시뮬레이션 단계(S802)에 대해 설명한다.Next, a simulation step (S802) of analyzing free surface flow using the SPH method will be described.

SPH 기법으로 운동량 방정식을 공식화(formulation)하면 아래와 같이 나타낼 수 있다[J. J. Monaghan, Simulating free surface flows with SPH, J. computational Physics, 110, pp.399-406, 1994], [J. J. Monaghan, A. Kocharyan, SPH simulation of multi-phase flow, Computer physics communications, 87, pp.225-235, 1995].Formulating the momentum equation with the SPH technique can be expressed as follows [J. J. Monaghan, Simulating free surface flows with SPH, J. computational physics, 110, pp. 399-406, 1994], [J. J. Monaghan, A. Kocharyan, SPH simulation of multi-phase flow, Computer physics communications, 87, pp. 225-235, 1995].

즉, 상기 수학식 2로부터 속도

Figure 112003045721792-pat00035
은 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.That is, the speed from the equation (2)
Figure 112003045721792-pat00035
Can be expressed as in Equation 6.

Figure 112003045721792-pat00036
Figure 112003045721792-pat00036

여기서

Figure 112003045721792-pat00037
Figure 112003045721792-pat00038
의 질량을 가지고
Figure 112003045721792-pat00039
에 존재하는 질점
Figure 112003045721792-pat00040
의 속도, 그리고
Figure 112003045721792-pat00041
는 밀도이다.here
Figure 112003045721792-pat00037
Is
Figure 112003045721792-pat00038
Take the mass of
Figure 112003045721792-pat00039
Present in
Figure 112003045721792-pat00040
Speed, and
Figure 112003045721792-pat00041
Is the density.

질점운동에 대한 운동량 방정식은 수학식 7과 같고, 수학식 7은 수학식 8과 같이 바꾸어 쓸 수 있다.The momentum equation for the mass motion is as shown in Equation 7, and Equation 7 can be replaced as shown in Equation 8.

Figure 112003045721792-pat00042
Figure 112003045721792-pat00042

Figure 112003045721792-pat00043
Figure 112003045721792-pat00043

여기서 는 점성항,

Figure 112003045721792-pat00045
는 중력 등의 체적력을 의미하고, 점성항
Figure 112003045721792-pat00046
는 수학식 9와 같이 주어진다.here Is a viscous term,
Figure 112003045721792-pat00045
Means the gravitational force such as gravity,
Figure 112003045721792-pat00046
Is given by Equation (9).

Figure 112003045721792-pat00047
Figure 112003045721792-pat00047

유체의 연속방정식(단위시간당 밀도의 변화량)은 수학식 10과 같이 표현된 다.The continuous equation of the fluid (a change in density per unit time) is expressed as in Equation 10.

Figure 112003045721792-pat00048
Figure 112003045721792-pat00048

수학식 10은 SPH 기법을 사용하면 수학식 11과 같이 바꾸어 쓸 수 있다.Equation 10 can be rewritten as in Equation 11 using the SPH technique.

Figure 112003045721792-pat00049
Figure 112003045721792-pat00049

고체 벽면과 충돌하는 유동의 경우, 경계면의 질점들은 벽면에 충돌하여 다음 수학식 12와 같은 레나드-존스(Lennard-Jones) 형태의 반발력을 얻는 것으로 가정하여 시뮬레이션을 실행한다.In the case of a flow colliding with a solid wall surface, the simulations are performed assuming that the materials at the boundary surface collide with the wall surface to obtain a repulsive force in the form of Lennard-Jones, as shown in Equation 12 below.

Figure 112003045721792-pat00050
Figure 112003045721792-pat00050

이와 같이 S802단계를 거쳐 유동변수들(속도, 가속도, 위치, 밀도 등)을 SPH 기법을 통하여 구하게 된다.In this way, the flow variables (speed, acceleration, position, density, etc.) are obtained through the SPH method through step S802.

이상에서 설명한 바와 같은 무격자 자유표면 유동해석 기법의 타당성을 예시하기 위해 총 1681개의 질점을 사용하고, 벽면에는 105개의 고정질점을 부여하여 도 3a 내지 도 3d와 같이 댐붕괴 문제를 해석한 시뮬레이션 결과를 얻었다.In order to illustrate the validity of the non-lattice free surface flow analysis technique described above, a total of 1681 materials were used, and 105 fixed materials were assigned to the walls to analyze the dam collapse problem as shown in FIGS. 3A to 3D. Got.

또한 좌우에서 서로 성질이 다른 유체의 댐이 붕괴되어 혼합되는 문제를 시뮬레이션 한 결과 도 4a 내지 도 4f와 같은 그래프를 얻었다.In addition, as a result of simulating the problem that the dams of the fluids having different properties from each other collapsed and mixed, the graphs shown in FIGS. 4A to 4F were obtained.

종래 방식의 유동해석에서는 이러한 유체혼합의 문제를 쉽게 해결하기 어려웠으나, 본 발명에 따른 SPH 방식으로 해석할 경우 각 질점이 유체의 특정한 부피를 대표하므로 질점의 혼합에 의해 자연스럽게 두 유체가 혼합되는 현상이 손쉽게 시뮬레이션 된다.In the conventional flow analysis, it is difficult to easily solve such a problem of fluid mixing. However, when the SPH method according to the present invention is interpreted, each fluid point represents a specific volume of the fluid. This is easily simulated.

또한 무격자법을 이용하여 자유표면 유동문제를 도 5a 내지 도 5d와 같이 3차원적으로 해석할 수 있다.In addition, the free surface flow problem can be analyzed three-dimensionally by using a non-lattice method as shown in FIGS. 5A to 5D.

다음 볼륨렌더링 단계(S804)에 대해 설명하되, 입자(particle) 시뮬레이션으로부터 볼륨 데이터를 생성하는 과정을 설명한 후, 예비 적분(Pre-integration)을 이용해 변수들을 구하여 볼륨렌더링하는 방법에 대해 설명한다.Next, the volume rendering step (S804) will be described. A process of generating volume data from particle simulation is described, and then a method of volume rendering by obtaining variables using pre-integration will be described.

공간상을 자유롭게 움직이는 질점은 기본적으로 좌표와 속도성분을 가진 점 데이터(point data)의 형태를 갖는다.Quality points that move freely in space basically take the form of point data with coordinates and velocity components.

이 데이터를 볼륨렌더링(volume rendering)에 적용하기 위해서 먼저, 공간을 일정한 단위 격자 형태로 세분한다.To apply this data to volume rendering, we first subdivide the space into regular unit grids.

그리고, 각 격자에 해당하는 공간에 대하여 단위 체적당 포함된 입자(particle)의 밀도를 구한다.Then, the density of particles contained per unit volume is obtained for the space corresponding to each lattice.

이 밀도값을 단위 체적을 대표하는 복셀(voxel)의 유체함유율 데이터라고 생각할 수 있으므로, 입자(particle)의 개수에 0에서 1까지의 실수값을 적절히 비례하게 대응시키면, 볼륨렌더링(volume rendering)을 위한 데이터가 만들어진다.This density value can be thought of as the fluid content data of the voxel representing the unit volume. Therefore, if the real numbers from 0 to 1 are properly proportional to the number of particles, volume rendering is achieved. Data is created.

다음, 기본적인 볼륨렌더링 식은 예비 적분(pre-integration)을 이용한 다음과 같은 형태로 주어진다. Next, the basic volume rendering equation is given by the following form using pre-integration.

Figure 112003045721792-pat00051
Figure 112003045721792-pat00051

여기서

Figure 112003045721792-pat00052
는 공간 좌표(space coordinate),
Figure 112003045721792-pat00053
는 연속적인 스칼라 장(continuous scalar field),
Figure 112003045721792-pat00054
는 최대 거리(maximum distance),
Figure 112003045721792-pat00055
는 시점으로부터의 거리,
Figure 112003045721792-pat00056
는 기본 칼라,
Figure 112003045721792-pat00057
는 감쇄도이다.here
Figure 112003045721792-pat00052
Is the space coordinate,
Figure 112003045721792-pat00053
Is a continuous scalar field,
Figure 112003045721792-pat00054
Is the maximum distance,
Figure 112003045721792-pat00055
Is the distance from the point of view,
Figure 112003045721792-pat00056
Is the base collar,
Figure 112003045721792-pat00057
Is the degree of attenuation.

Figure 112003045721792-pat00058
이라고 할 때, 수학식 13의 지수함수(
Figure 112003045721792-pat00059
) 내부는 수학식 14와 같이 근사화 된다.
Figure 112003045721792-pat00058
In this case, the exponential function of Equation 13 (
Figure 112003045721792-pat00059
The inside is approximated by Equation (14).

Figure 112003045721792-pat00060
Figure 112003045721792-pat00060

결국

Figure 112003045721792-pat00061
번째 광선 세그먼트(ray segment)의 불투명도(opacity)는 수학식 15와 같이 근사화 된다.finally
Figure 112003045721792-pat00061
The opacity of the first ray segment is approximated by Equation 15.

Figure 112003045721792-pat00062
Figure 112003045721792-pat00062

Figure 112003045721792-pat00063
번째 광선 세그먼트(ray segment)에서 방출된 컬러는
Figure 112003045721792-pat00064
로 근사화 된다.
Figure 112003045721792-pat00063
The color emitted from the first ray segment
Figure 112003045721792-pat00064
Is approximated.

결국 수학식 13번의 적분은 수학식 16과 같이 정리된다.As a result, the integration of Equation 13 is arranged as in Equation 16.

Figure 112003045721792-pat00065
Figure 112003045721792-pat00065

따라서, 후면-전면 합성 알고리즘(back-to-front compositing algorithm)은 수학식 17과 같이 계산된다.Therefore, the back-to-front compositing algorithm is calculated as shown in Equation 17.

Figure 112003045721792-pat00066
Figure 112003045721792-pat00066

또한,

Figure 112003045721792-pat00067
Figure 112003045721792-pat00068
로 교체될 수 있으므로, 수학식 17은 수학식 18과 같이 된다.Also,
Figure 112003045721792-pat00067
Is
Figure 112003045721792-pat00068
Equation 17 can be replaced by Equation 18.

Figure 112003045721792-pat00069
Figure 112003045721792-pat00069

상기 수학식 18을 이용하면, 수학식 13의 적분은 수학식 19와 같이 더 일반화된 형태로 표시된다.Using Equation 18, the integral of Equation 13 is expressed in a more general form as shown in Equation 19.

Figure 112003045721792-pat00070
Figure 112003045721792-pat00070

이 경우 수학식 17에 대응하는 후면-전면 합성 알고리즘은 수학식 20과 같이 계산된다.In this case, the back-front synthesis algorithm corresponding to Equation 17 is calculated as Equation 20.

Figure 112003045721792-pat00071
Figure 112003045721792-pat00071

i번째 세그먼트에 대해서 세그먼트 앞쪽의 스칼라 값(scalar value; 밀도값)은

Figure 112003045721792-pat00072
가 되고, 세그먼트 뒤쪽의 스칼라 값은
Figure 112003045721792-pat00073
가 된다.For the i-th segment, the scalar value in front of the segment is
Figure 112003045721792-pat00072
, And the scalar value after the segment
Figure 112003045721792-pat00073
Becomes

이 값을 이용하면, i번째 세그먼트의 불투명도는 수학식 21과 같이 근사화 된다.Using this value, the opacity of the i-th segment is approximated as shown in equation (21).

Figure 112003045721792-pat00074
Figure 112003045721792-pat00074

여기서 w는 적분 파라미터이다. Where w is the integral parameter.

여기서

Figure 112003045721792-pat00075
Figure 112003045721792-pat00076
의 함수가 됨을 알 수 있고, 따라서,
Figure 112003045721792-pat00077
는 수학식 22와 같이 계산된다.here
Figure 112003045721792-pat00075
Is
Figure 112003045721792-pat00076
Is a function of, therefore,
Figure 112003045721792-pat00077
Is calculated as shown in Equation 22.

Figure 112003045721792-pat00078
Figure 112003045721792-pat00078

여기에서

Figure 112003045721792-pat00079
를 정의하면,
Figure 112003045721792-pat00080
를 T를 사용해서 수학식 23과 같이 나타낼 수 있다.From here
Figure 112003045721792-pat00079
If you define
Figure 112003045721792-pat00080
Can be expressed by Equation 23 using T.

Figure 112003045721792-pat00081
Figure 112003045721792-pat00081

같은 방법으로,

Figure 112003045721792-pat00082
를 정의하면,
Figure 112003045721792-pat00083
를 K를 사용해서 수학식 24로 나타낼 수 있다.In the same way,
Figure 112003045721792-pat00082
If you define
Figure 112003045721792-pat00083
Can be represented by Equation 24 using K.

Figure 112003045721792-pat00084
Figure 112003045721792-pat00084

이와 같은 구해진 색상정보

Figure 112003045721792-pat00085
를 이용하여 유체의 색상을 표현할 수 있다.Obtained color information like this
Figure 112003045721792-pat00085
You can express the color of the fluid using.

이와 같이 S804단계를 거쳐 유체의 입체감을 표현하기 위한 변수들(유체의 밝기, 색깔, 불투명도 등)을 구하여 입체적인 렌더링을 수행하게 된다.As described above, the three-dimensional rendering is performed by obtaining variables (brightness, color, opacity, etc.) of the fluid to express the three-dimensional effect of the fluid.

다음 렌더링 파라미터 조정을 통한 세밀한 이미지 질 조절 단계(S806)에 대해 설명한다.Next, a detailed image quality adjustment step (S806) by adjusting rendering parameters will be described.

수학식 25와 같은 퐁 조도(Phong illumination) 모델 방식을 이용해 렌더링된 유체의 표면에 음영과 반사의 효과를 준다.Phong illumination model method as shown in Equation 25 gives the effect of shading and reflection on the surface of the rendered fluid.

Figure 112003045721792-pat00086
Figure 112003045721792-pat00086

여기서

Figure 112003045721792-pat00087
는 유체의 한 지점의 밝기(intensity),
Figure 112003045721792-pat00088
는 주변반사(ambient-reflection) 상수,
Figure 112003045721792-pat00089
는 주변 광원의 밝기,
Figure 112003045721792-pat00090
는 광원의 밝기,
Figure 112003045721792-pat00091
는 확산반사(diffuse-reflection) 상수,
Figure 112003045721792-pat00092
는 거울반사(specular reflection) 상수,
Figure 112003045721792-pat00093
은 해당 지점의 법선벡터,
Figure 112003045721792-pat00094
은 빛의 방향 벡터,
Figure 112003045721792-pat00095
은 빛의 반사벡터,
Figure 112003045721792-pat00096
이다(
Figure 112003045721792-pat00097
는 시점과 물체가 이루는 단위벡터이다).here
Figure 112003045721792-pat00087
Is the intensity of a point in the fluid,
Figure 112003045721792-pat00088
Is the ambient-reflection constant,
Figure 112003045721792-pat00089
Is the brightness of the ambient light,
Figure 112003045721792-pat00090
Is the brightness of the light source,
Figure 112003045721792-pat00091
Is the diffuse-reflection constant,
Figure 112003045721792-pat00092
Is the specular reflection constant,
Figure 112003045721792-pat00093
Is the normal vector at that point,
Figure 112003045721792-pat00094
Silver light direction vector,
Figure 112003045721792-pat00095
Silver Reflection,
Figure 112003045721792-pat00096
to be(
Figure 112003045721792-pat00097
Is the unit vector of the viewpoint and the object).

도 6a와 도 6b는 이러한 퐁 조도(Phong illumination) 벡터를 나타낸다.6A and 6B show this Phong illumination vector.

멀티미디어 응용 프로그램 인터페이스인 다이렉스엑스(DirectX)에서 지원되는 픽셀 그림자(Pixel shader) 기술을 사용하여 상기 수학식 25의

Figure 112003045721792-pat00098
을 실 시간으로 조절할 수 있게 되어 세밀한 이미지 질(quality)의 실시간 조작이 가능해진다.Equation (25) using pixel shader technology supported by DirectX, a multimedia application program interface,
Figure 112003045721792-pat00098
Can be adjusted in real time, enabling real-time manipulation of fine image quality.

이상에서 설명한 방법으로 도 7a 내지 도 7d와 같은 볼륨렌더링 결과를 얻을 수 있다.By the method described above, the volume rendering results as shown in FIGS. 7A to 7D can be obtained.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 격자구조를 사용하지 않고 수치해석을 수행할 수 있는 무격자법의 특성과 불규칙한 형상의 실시간 렌더링에 적합한 볼륨렌더링 기법을 접목하여 유체의 운동을 실시간에 시뮬레이션하고 렌더링할 수 있다.As described above, according to the present invention, the motion of the fluid is simulated in real time by combining the characteristics of the non-lattice method capable of performing numerical analysis without using a lattice structure and a volume rendering technique suitable for real-time rendering of irregular shapes. Can render.

Claims (6)

계산영역(calculation domain) 내에 임의로 분포된 각 질점들 사이의 수학적 상관관계를 거리의 함수로 표현하는 무격자 기법으로 자유표면이 포함된 유체의 운동량을 해석하여 시뮬레이션 하는 단계와,Simulating and analyzing the momentum of a fluid including a free surface by a non-lattice method that expresses the mathematical correlation between each randomly distributed matter in the calculation domain as a function of distance; 상기 시뮬레이션 단계에서 얻은 질점의 좌표와 속도 성분으로 볼륨 데이터를 생성하고, 그 질점으로 구성된 유체의 입체감을 표현하기 위한 변수들을 구하여 렌더링을 수행하는 볼륨렌더링 단계를 포함하는 무격자 해석기법과 볼륨렌더링 기법을 이용한 유체효과 실시간 시뮬레이션 및 렌더링 방법.A non-lattice analysis and volume rendering technique including volume rendering step of generating volume data using coordinates and velocity components of a material point obtained in the simulation step, and obtaining and rendering variables for expressing a three-dimensional effect of a fluid composed of the material points. Real-time simulation and rendering method of fluid effect using 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 시뮬레이션 하는 단계는, 유체의 유동변수인 속도, 가속도, 위치, 밀도를 산출하기 위해 SPH(smooth particle hydrodynamics)무격자 기법을 이용하는 단계를 포함하며,The simulating includes using a smooth particle hydrodynamics (SPH) lattice technique to calculate velocity, acceleration, position, and density, which are fluid variables. 상기 볼륨렌더링 단계는, 상기 SPH무격자 기법을 이용하는 단계를 거쳐 산출된 상기 유체의 유동변수를 실시간으로 복셀(voxel) 데이터 구조로 저장하여 렌더링하는 단계를 포함하는 무격자 해석기법과 볼륨렌더링 기법을 이용한 유체효과 실시간 시뮬레이션 및 렌더링 방법.The volume rendering step includes a non-lattice analysis technique and a volume rendering technique comprising storing and rendering a flow variable of the fluid, which is obtained through the use of the SPH grating technique, as a voxel data structure in real time. Real-time simulation and rendering method using fluid effects. 청구항 2에 있어서, 상기 각 질점에 대한 임의의 위치에서의 필드변수를 3차원 위치 함수로 나타내고, 그 필드변수를 SPH 기법으로 영역 내에서 근사화한 후, 근사화된 값으로부터 SPH 기법으로 속도에 대한 운동량 방정식을 공식화(formulation)하여 산출한 후 볼륨렌더링 방식을 이용하여 렌더링하는 것을 특징으로 하는 무격자 해석기법과 볼륨렌더링 기법을 이용한 유체효과 실시간 시뮬레이션 및 렌더링 방법.The method according to claim 2, wherein the field variable at any position for each material point is represented by a three-dimensional position function, and the field variable is approximated in the area by the SPH method, and then the momentum with respect to the speed by the SPH method from the approximated value. A fluid effect real-time simulation and rendering method using a non-lattice analysis method and a volume rendering method characterized in that the equation is calculated and calculated and then rendered using a volume rendering method. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 볼륨렌더링 단계의 입체감을 표현하기 위한 변수들은 유체의 밝기, 색깔, 불투명도이며, 이들 변수들을 예비 적분(pre-integration) 방식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 무격자법을 이용한 무격자 해석기법과 볼륨렌더링 기법을 이용한 유체효과 실시간 시뮬레이션 및 렌더링 방법.Variables for expressing the three-dimensional effect of the volume rendering step are the brightness, color, opacity of the fluid, and the non-lattice analysis method using the non-lattice method, characterized in that these variables are calculated by using a pre-integration method Real-time Simulation and Rendering Method of Fluid Effects Using Intensity and Volume Rendering Techniques. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 볼륨 데이터는,The method according to claim 1 or 4, wherein the volume data, 질점이 자유롭게 움직이는 공간을 일정한 단위 격자 형태로 세분하는 단계와,Subdividing the space in which quality points move freely into a unitary grid; 상기 각 격자에 해당하는 공간에 대하여 단위 체적당 포함된 질점의 밀도를 구하는 단계와,Obtaining a density of a quality point contained per unit volume for a space corresponding to each lattice; 상기 밀도값을 단위체적을 대표하는 복셀의 유체함유율 데이터로 보고 질점의 개수에 0에서 1까지의 실수값을 비례하게 대응시키는 단계에 의해,By looking at the density value as the fluid content data of the voxel representing the unit volume by the step of proportionally matching the real value from 0 to 1 to the number of quality points, 생성됨을 특징으로 하는 무격자법을 이용한 유체효과 실시간 시뮬레이션 및 렌더링 방법.A fluid effect real-time simulation and rendering method using a non-lattice method characterized in that the generated. 청구항 1에 있어서, 상기 볼륨렌더링 단계 후에,The method according to claim 1, After the volume rendering step, 수학식 26으로 표현되는 퐁 조도(Phong illumination) 모델 방식을 이용해 볼륨렌더링된 유체의 표면에 음영과 반사의 효과를 주는 조절 단계를 더 수행함을 특징으로 하는 무격자 해석기법과 볼륨렌더링 기법을 이용한 유체효과 실시간 시뮬레이션 및 렌더링 방법.Using the Phong illumination model, represented by Equation 26, further performs adjustment steps that effect shading and reflection on the surface of the volume rendered fluid. Effect real time simulation and rendering method.
Figure 112003045721792-pat00099
Figure 112003045721792-pat00099
(여기서
Figure 112003045721792-pat00100
는 유체의 한 지점의 밝기(intensity),
Figure 112003045721792-pat00101
는 주변반사(ambient-reflection) 상수,
Figure 112003045721792-pat00102
는 주변 광원의 밝기,
Figure 112003045721792-pat00103
는 광원의 밝기,
Figure 112003045721792-pat00104
는 확산반사(diffuse-reflection) 상수,
Figure 112003045721792-pat00105
는 거울반사(specular reflection) 상수,
Figure 112003045721792-pat00106
은 해당 지점의 법선벡터,
Figure 112003045721792-pat00107
은 빛의 방향 벡터)
(here
Figure 112003045721792-pat00100
Is the intensity of a point in the fluid,
Figure 112003045721792-pat00101
Is the ambient-reflection constant,
Figure 112003045721792-pat00102
Is the brightness of the ambient light,
Figure 112003045721792-pat00103
Is the brightness of the light source,
Figure 112003045721792-pat00104
Is the diffuse-reflection constant,
Figure 112003045721792-pat00105
Is the specular reflection constant,
Figure 112003045721792-pat00106
Is the normal vector at that point,
Figure 112003045721792-pat00107
Silver light direction vector)
KR1020030086240A 2003-12-01 2003-12-01 A real-time simulation and rendering method for fluid effects using mesh-free simulation technique KR100568564B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030086240A KR100568564B1 (en) 2003-12-01 2003-12-01 A real-time simulation and rendering method for fluid effects using mesh-free simulation technique

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030086240A KR100568564B1 (en) 2003-12-01 2003-12-01 A real-time simulation and rendering method for fluid effects using mesh-free simulation technique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050052707A KR20050052707A (en) 2005-06-07
KR100568564B1 true KR100568564B1 (en) 2006-04-07

Family

ID=37248556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030086240A KR100568564B1 (en) 2003-12-01 2003-12-01 A real-time simulation and rendering method for fluid effects using mesh-free simulation technique

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100568564B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101022491B1 (en) 2009-06-24 2011-03-16 (주)에프엑스기어 System and method for rendering fluid flow
KR101761600B1 (en) 2015-12-21 2017-07-26 동국대학교 산학협력단 Method for simulating fluid and apparatus executing the method
KR101888787B1 (en) 2017-03-20 2018-08-14 국방과학연구소 Processing method of calculation domain including moving objects for meshless method

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100593819B1 (en) * 2004-11-11 2006-06-28 한국건설기술연구원 1-D Numerical Method of Discontinuous Fluid Flow
KR100593822B1 (en) * 2004-11-25 2006-06-28 한국건설기술연구원 One-Dimensional Numerical Analysis of Fluid Flows by the Upstream McCorem Method
TW200945249A (en) * 2008-04-28 2009-11-01 Inst Information Industry Method for rendering fluid
KR101219534B1 (en) 2008-12-22 2013-01-08 한국전자통신연구원 Method for interaction between fluids having an immiscible property
KR101056449B1 (en) * 2009-12-24 2011-08-12 한국과학기술원 System and method of rendering fluid in cartoon animation
JP2017068817A (en) 2015-10-01 2017-04-06 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. Method and apparatus for modeling object
CN118114353B (en) * 2024-04-30 2024-07-23 长江空间信息技术工程有限公司(武汉) Multi-time sequence FEA data dynamic visualization method and system for dam structure security

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101022491B1 (en) 2009-06-24 2011-03-16 (주)에프엑스기어 System and method for rendering fluid flow
KR101761600B1 (en) 2015-12-21 2017-07-26 동국대학교 산학협력단 Method for simulating fluid and apparatus executing the method
KR101888787B1 (en) 2017-03-20 2018-08-14 국방과학연구소 Processing method of calculation domain including moving objects for meshless method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050052707A (en) 2005-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Crane et al. Real-time simulation and rendering of 3d fluids
US7983884B2 (en) Water particle manipulation
KR100568564B1 (en) A real-time simulation and rendering method for fluid effects using mesh-free simulation technique
KR100568563B1 (en) A real-time simulation and rendering method for fluid flows using particle dynamics and volume rendering techniques
Krüger et al. GPU simulation and rendering of volumetric effects for computer games and virtual environments
US8199148B2 (en) System and method for surfacing of particle systems
Zhao et al. Flow simulation with locally-refined LBM
Kim et al. Efficient representation of detailed foam waves by incorporating projective space
Rojo et al. Visualizing the phase space of heterogeneous inertial particles in 2D flows
Wendt et al. Finite volume flow simulations on arbitrary domains
Steffen et al. Hybrid polygon and hydrodynamic nebula modeling with multi-waveband radiation transfer in astrophysics
Talgorn et al. Real-time sketch-based terrain generation
Bigler et al. A Case Study: Visualizing Material Point Method Data.
Brousset et al. Simulation and control of breaking waves using an external force model
Zaspel et al. Photorealistic visualization and fluid animation: coupling of Maya with a two-phase Navier-Stokes fluid solver
KR100705417B1 (en) An apparatus and a method for expressing wetting and drying on a surface of 3d object for visual effects
Bashforth et al. Physics-based explosion modeling
Perez Soler Volume Rendering Simulation in Real-Time
Agrotis A Fluid Implicit Particle (FLIP) Solver Built in Houdini
US8010330B1 (en) Extracting temporally coherent surfaces from particle systems
Wiak et al. Visualization method of magnetic fields with dynamic particle systems
Lenaerts Unified Particle Simulations and Interactions in Computer Animation
ALBERS et al. Physically-Based Animation of Fire for Android
Van Gestel Procedural destruction of objects for computer games
BRITO Large scale and interactive fluid simulation and rendering using the smoothed particle hydrodynamics technique on GPU

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: 20090326

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee