Construção de um Sistema para Simulação de Fluidos com Ênfase no Tratamento de Borda
Autores
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Carlos Eduardo de Souza
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Informações:
Publicações do PESC
Neste trabalho estudamos o uso de modelos Eulerianos para simulação de fluidos descrevendo em detalhes todos os principais passos, porém com especial ênfase no traçado da interface ar-líquido, empregando um arcabouço baseado na teoria "Level Sets". Nesse contexto, entre outras questões que requerem considerações mais
específicas, esse trabalho foca em três que podem ser consideradas as mais fundamentais:
1- Como inicializar velocidades nas células que acabaram de se tornar líquido?
2- Como calcular velocidades artificiais em células ar perto da fronteira líquido?
3- Como evoluir o volume líquido evitando perda ou ganho de volume?
Uma metodologia alternativa para cada uma destas três questões é proposta com o objetivo de eliminar artefatos ou seqüências irrealistas que possam ser observadas em versões menos precisas, bem como para manter o volume sob controle. Estas metodologias não aumentam significativamente nem o esforço computacional, nem os requisitos de armazenamento da abordagem clássica.
In this work we study the use of Eulerian models for fluid simulation describing in details all the main steps but focusing specially on the tracking of the air-fluid interface employing a framework based on the Level Set theory. In that context among other questions that require more specific considerations, this work focus on three which can be considered the most fundamental ones:
1- How to initialize velocities at the cells that have just become fluid?
2- How to compute artificial velocities at the air cells close to the fluid border?
3- How to evolve the fluid volume avoiding volume loss or gain?
An alternative methodology for each one of these three issues is proposed with the aim of eliminating artifacts or unrealistic sequences that can be observed in less accurate versions as well as to maintain volume under control. These methodologies do not increase significantly neither the computational effort nor the storage requirements of the classical approach.