[ Fluid Simulation ] 03. 액체 시뮬레이션에서 파동 난류를 표현하기 위한 GPU 병렬화 (GPU Framework for Simulating Wave Turbulence in Fluid Simulation)
·
물리 기반 시뮬레이션/Fluid Simulation
🌊 액체 시뮬레이션에서의 파동 난류 표현액체 시뮬레이션에서의 파동 난류 표현과 같은 세부적인 시각적 표현은 많은 연산을 요구하기 때문에 CPU 기반 시뮬레이션만으로는 성능적인 한계가 존재한다. 이를 해결하기 위해 최근에는 GPU 병렬화 기법을 활용하여 액체 시뮬레이션을 더욱 사실적으로 표현하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.따라서, 이번에는 FLIP 기법을 활용하여 액체를 시뮬레이션하고, 난류와 같은 세부 물리 현상을 GPU 병렬화 기법을 활용하여 효율적으로 처리하는 프레임워크를 제안한다. 기반 시뮬레이션의 프레임워크는 다음과 같다:또한, 병렬화 과정은 다음 두 단계로 나눌 수 있다:FLIP 시뮬레이션의 GPU 병렬화파동 난류의 GPU 병렬화🚀 FLIP 시뮬레이션의 GPU 병렬화액체 시뮬레이션의 ..
[ Fluid Simulation ] 02. 파동 난류 표현 (Wave Turbulence)
·
물리 기반 시뮬레이션/Fluid Simulation
🌊 파동 난류 (Wave Turbulence)기존의 유체 시뮬레이션은 표면에서의 파동 표현이 자세하게 표현되지 않는다. 따라서 FLIP 기법에 추가적인 시각적 세부 표현을 더하기 위해 파동 난류 표현을 진행한다. 파동 난류는 입자 기반 액체 시뮬레이션의 후처리 과정으로, 다음의 세 가지 과정으로 나뉜다:1. 난류 입자의 초기화2. 난류 입자의 표면 유지3. 파동 시뮬레이션 🎯 난류 입자의 초기화 (Initialize)먼저, 기존 시뮬레이션의 각 coarse 입자에 대해 $\lambda_c$ 반경을 갖는 구를 생성하고, 균일하게 sampling 한다: 다른 구에 포함되지 않은 입자만 남기면 surface의 fine-scale 입자가 생성된다:🧩 난류 입자의 표면 유지 과정 (Surface Main..
[ Fluid Simulation ] 01. 유체 시뮬레이션 (Fluid Simulation)
·
물리 기반 시뮬레이션/Fluid Simulation
💧 유체 시뮬레이션(Fluid Simulation)컴퓨터 그래픽스에서 유체 시뮬레이션은 실제 물리 법칙을 기반으로 물, 연기, 기체 등의 유체 움직임을 시각적으로 자연스럽게 표현하는 기술이다.이 과정은 주로 나비에-스토크스(Navier–Stokes) 방정식을 통해 유체의 운동을 수치적으로 계산하여 이루어진다. 이때, 대표적인 두 가지 방법이 있다:1. 입자 기반 방법 (Lagrangian Particle Method)2. 그리드 기반 방법 (Eulerian Grid Method)1️⃣ 입자 기반 방법 (Lagrangian)대표적인 예: SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics)유체를 연속적인 공간으로 보지 않고 다수의 입자(Particle)로 표현속도, 압력, 밀도 등 물리량을..