Физическое моделирование

кто знает, пытались сделать моделирование твёрдых тел, жидкостей и газов ? не просто 3D а 4

я вот подумал - объект допустим состоит из совокупности ... вокселей = трёхмерных пикселей, которые обладают набором свойств - цвет, прозрачность,отражательная способность, растворимость, твёрдость , адгезия ( воксели одного объекта имеют одинаковый индекс адгезии ) и т.д.

сцена - тоже объект, с полу-прозрачными вокселями

в такой среде можно моделировать например процессы обтекания, собирать узлы и готовые агрегаты, исследовать распределение температур и напряжений...

умом понимаю что реально, вот только памяти надо немеренно и компутер обычный не потянет...

 

Ты забыл ещё про торсионное взаимодействие и аксионное тоже

А серъёзно если, то игрушка хорошая получилась бы. Но только игрушка. Так-как научно не всё описанно и 100% симуляции человечество никогда не добъётся... :-p

 

>не просто 3D а 4

4 чего ? Клоуна ?

>адгезия

А при чем здесь адгезия ?

>кто знает, пытались сделать моделирование твёрдых тел, жидкостей и газов ?

http://www.nvidia.ru/object/physx_new_ru.html


>в такой среде можно моделировать например процессы обтекания

процессы обтекания моделировали и без такой среды 20-30 лет назад и вполне успешно ...

>собирать узлы и готовые агрегаты, исследовать распределение температур и напряжений...

Это и сейчас замечательно делают в современных САПР системах ... вы просто не в теме.

 

Вы мыслите в рамках своих знаний ограниченных какими-то вокселями Это всего-лишь абстракция при работе с графикой на современных граф. процессорах.
То, что вас интересует давно считается и моделируется. Почитайте про метод конечных разностей и метод конечных элементов.

 

А для визуализации этих процессов используют, например, Vapour. Мощный пакет. Open-source кстати.

 

http://www.vapor.ucar.edu/

 

<метод конечных элементов> при чом он вообще?
<современные сапр> тупые тормозные чертилки (сколько стоит самая дешовая?)
<20-30 лет назад> афигенный аргумент
<physx> это для прыщавых ушанов

=============

 

>тупые тормозные чертилки

Но умнее тебя ...

> это для прыщавых ушанов

Как раз для тебя

> афигенный аргумент

А какой тебе еще нужен ?

Вопрос был - "кто знает, пытались сделать моделирование твёрдых тел, жидкостей и газов ?"

Газо и гидродинамику на компах моделируют уже лет 30 и ты спрашиваеш можно ли ?



Тебе сколько лет .. 16-17 ?

Ушан блин

 

asmlamo за инфу спасибо, сдохни

 

CATIA это уже давно позволяет. Моделирование ДВС и Турбин показывает градиенты температур и напряжения в металле. Позволяет производить сборку агрегатов.

Еще есть SolidWorks.

Есть Flow 3d она так и вовсе позволяет моделировать формы для литья.

http://www.membrana.ru/articles/imagination/2010/03/09/200600.html


Но для вас это так и останется "тупыми чертилками" .... продолжаейте хлопать ушами ...

 

>asmlamo за инфу спасибо, сдохни

Ушан ?

 

Конкретных сцылок дать не могу и фамилий назвать тоже. Но видел не одну и не две работы, в которых твердые тела, газы, жидкости, поверхности и процессы (погода, например) моделировались, как шарики и пластиночки с пружинками. Собственно, это давно и широко используемый метод моделирования. Лет 15 назад вычислительные эксперименты длились сутками и неделями, сейчас распаралеливают и юзают кластеры, GRID-сетки и пр.

 

ну... понятно что моделировали какие-то частные задачи, например метод конечных элементов - твёрдое тело представляется в виде ... не помню как называются, но вроде они были плоские, рассчитываются напряжения ( конструкция статически неопределима и общего решения получить не удастся ) - потом увеличивают толщину элементов, в которых нагрузки высокие и уменьшают в которых низкие, следуюсчий цикл и так далее, в общих чертах. задачи аэродинамики - не уверен, что именно моделируют - решают численно и визуализация.

я имею ввиду сделать универсальную среду - свойства вокселей объектов можно задавать при их создании какие нам нужно - в том числе теплопроводность, плотность, модуль жёсткости... от которого зависит характер распределения напряжений

помещаем объекты на сцену= атмосферу и моделируем ...

задачи обтекания преврасчаются в моделирование поведения вокселей атмосферы - всё довольно просто, должны соблюдаться закон сохранения массы ( кол. вокселей ) и закон сохранения импульса и картина обтекания получится как-бы естественным путём, а не как результат вычисления формул

-----

 

Blackbeam
Метод конечных элементов (МКЭ) разработан ооочень давно когда компы были ооочень слабенькими и его суть заключается в том чтобы свести полноценную задачу моделирования к некоему шаманству с матрицами и придумано это исключительно для того чтобы получить на слабеньком компе хоть какой нибудь результат, поскольку матрицы проще считать.
- ты где ключи потерял?
- там
- а почему здесь ищешь?
- так тут светлее - тут фонарь горит...

Теперь ситуация с доступной вычислительной мощьностью кардинально изменилась но МКЭ уже стал "незыблемой классикой" современные последователи МКЭ просто забыли зачем это извращение придумывалось и тупо расширяют его наращивая разрядности матриц и совершенствую шаманизм по их переработке.
Да-да именно извращение - несмотря на громкое название термин "конечные элементы" (очень хорошо подходящий к тому о чём пишешь ты) в МКЭ всего лишь рекламный слоган не имеющий практически никакого отношения к извращённой матрицизированной сущности этого вычислительного метода.

Не очень удачная формулировка (в смысле не очень внятная), но ты на верном пути - да будущее именно за этим подходом, но сейчас насколько мне известно им никто из "серьёзных учёных" им не занимается.

ЗЫ: я давно это пробую применить и кое-что получается, даже статьи публиковал и в универах обсуждал, но трудностей тоже хватает, поскольку всё приходится поднимать с нуля и заявка на финансирование этого подхода осталась без ответа, потому всё только на досуге и энтузазизме.

 

Y_Mur
Как-то вы слишком категорично. Конечно у каждого метода есть свои недостатки, но то, что вы так отзываетесь о достаточно универсальном методе, которым многие люди умнее нас в с вами занимаются достаточно много времени, наводит меня на мысль о плохом понимании его сути.

В чём принципиальное преимущество? Ну будут у нас вместо конечных элементов "конечные воксели". Что в этом принципиально нового? Вы всё равно сталкиваетесь с задачей дискретизации модели и решения системы уравнений.

 

W4FhLF
Принципальное отличие в том что в МКЭ понятие "конечный элемент" используется только в самом начале, т.е. на этапе постановки задачи дальше начинается жуткое шаманство с построением и пребразованием матриц не имеющее ничего общего с реальными физическми процессами. Поверь я достаточно глубоко копал эту тему в аспирантуре и могу накидать серьёзной литературы подтверждающей, что МКЭ выглядит именно так как я его описываю.
Blackbeam (если я конечно правильно понял его не очень чёткие формулировки) говорит о том чтобы эти конечные элементы состыковывать непосредственно программным путём, а не путём превращения их в матрицы и переходом к гипернавороченной и совершенно ненанглядной математической абстракции как это делается в МКЭ.
В МКЭ (в том смысле который вкладывает в этот метод современная наука) нельзя взять промежуточный результат и его как то проинтерпретировать поскольку это матричная математическая абстракция да и с корректной интерпретацией конечного результата проблем много.
При непосредственной программной состыковке "конечных элементов" мы всегда имеем физически наглядную модель, даже если в процессе расчёта приходится залазить в невозможные в реальности состояния объекта всё равно это виртуальное состояние сохраняет физическую наглядность, что само по себе большой плюс.
А та математическая абстракция что используется в современном МКЭ жуть и жесть, потому и говорю что

 

Попытаюсь дать более удачную формулировку:
1) берём модель маленького кусочка среды, конструкции и т.п., она описывается простейшими уравнениями.
2) возникает вопрос как их стыковать между собой чтобы прлучить модель объекта?
Вариант 1: путём составления дифференциального уравнения, которое во первых сразу же отрывает нас от физической наглядности моделирования, а во вторых в общем случае нерешаемо аналитически и нужны численные методы.
Вариант 2: путём построения матричной модели, которая по сути является численным методом решения дифференциального уравнения в варианте 1 и ещё больше портит физическую наглядность.
Вариант 3: есть методы численного интегрирования когда площадь фигуры просто складывается из площадей элементарных участков (например метод прямоугольников, метод трапеций и т.д.). Но к сожалению этот подход не получил распространение при моделировании сложных объектов, конструкций сред и т.п. Все упорно используют подходы 1 и 2 вместо того чтобы брать и напрямую складывать модель сложного объекта из простых моделей его мелких частей.
Я объясняю это тем что слабая вычислительная техника того периода, когда был расцвет разработки численных методов моделирования просто не позволяла применять этот эффективный подход. А сейчас в разработке вычислительных методов наблюдается полный застой - все "учёные" дружно мусолят разработки 60х годов прошлого века, тупо расширяя и "наворачивая" их, вместо того, чтобы осознать что сейчас стали доступны более эффективные иструменты для решения этих задач, но для этого нужно отказаться от готовых наработок и опять идти "бороздить целину".
А подход "прямой состыковки" не только перспективый, но и интересный, но и хитростей требующих серьёзно напрячь мозг в нём тоже хватает )

 

Смутно брезжит, что уже есть что-то подобное у буржуинов. Надо в Тырнете покопаться.

Впрочем, те модели, которые я видел своими глазами (пробивание космусором оболочки
спутника, протекание электрических разрядов в ионизированных газах, обтекание газами динамически изменяющихся поверхностей, преломление света в многослойных средах сложной формы и т.п.) писались самостоятельно, безо всяких буржуйских пакетов (которые, наверняка, стоят много больше стоимости оси + компилятора + зарплаты нескольких кодеров за год работы) на делфях и сибилдерах.

 

Пожалуй, классические численные методы вряд ли будут дальше развиваться. Ну, знаю некоторые разработки по автоматизированному поиску областей сходимости, по автоматизированному распаралеливанию и т.п. Но классика, все-таки, ориентировалась на человека с карандашом, счетами, арифмометром, калькулятором или айбиэм-писи-иксти. Идее-то лет писят-шисят, а реальная возможность распиливать почти любой объект на мелкие кусочки и моделировать жизнь каждого кусочка + отношения между ними появилась сравнительно недавно. В отдельных областях поле еще непаханное. Вот и будут пахать, а не с дифурами/системурами мучиться.

 

давным давно появилась идея " промывать" расворимые модели в потоке жидкости
в ванной сделал установку, и подтвердилось подозрение о том что общепринятые обтекатели кабин самолётов, носовые части их, ветровые стёкла автомобилей и т.д. не совсем рациональны

представить просто - образно говоря, Сх это как бы совокупность сопротивлений от всех сечений
сделаем горизонтальное сечение ветрового стекла, что мы увидим? - оно тупое ...
модель машинки которую промывал - у неё ветровое стекло начало заостряться и получилось что-то похожее на дизайн 30-ч годов...
вобщим, там где скорость потока больше, скорость растворения больше и модель начинает стремиться к форме с наименьшим Сх

если добавить вокселям свойство растворимости ( 1 растворим, 0 нет, -1 растворитель ) можно смоделировать и это

моделировани потока воздуха вообще просто - через сечение С1 проходит Н вокселей в единицу времени, согласно закону сохранения массы через сечение С2 должно пройти столько же вокселей

если в сечении С2 появился воксель неподвижного объекта, 2 вокселя потока должны пройти его в два раза быстрее , это конечно упрощонно, но суть в том что не требуется сложной математики для ...

цвет вокселя потока можно сделать зависимым от скорости ...