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나비어-스톡스 방정식을 이용한 입자 유동의 효과적인 표현
- Alternative Title
- Efficient Representation of Granular Flow by Navier-Stokes Equation
- Author(s)
- 김현수
- Alternative Author(s)
- Kim, Hyunsoo
- Advisor
- 최정주
- Department
- 일반대학원 미디어학과
- Publisher
- The Graduate School, Ajou University
- Publication Year
- 2005
- Language
- kor
- Abstract
- 물, 불, 연기, 가스와 같이 물리 법칙에 지배되어 모양이 변화하는 유체에 관한 관심은 물리학의 오랜 관심사였다. 컴퓨터 그래픽스 분야에서는 자연현상에 대한 사실적 표현을 위해서 유체에 대한 유동을 나이비-스톡스 방정식에 기초하여 시뮬레이션한 결과를 꾸준히 사용해 왔으며, 최근 컴퓨터 하드웨어의 발달에 힘입어 실시간 시뮬레이션과 실시간 표현이 가능한 수준에 이르게 되었다. 유체와 거시적으로 비슷한 시각적 성질을 가지는 모래, 설탕, 소금과 같은 입자의 움직임에 대한 연구는 최근 물리학 분야에서 주목을 끄는 주제로 연구되고 있다. 본 논문에서는 입자의 유체에 대한 거시적인 시각적 유사성에 착안하여 유체를 지배하는 물리적 방정식을 원용하여 입자의 움직임을 시뮬레이션하고 가시화하는 방법을 제시한다. 입자 더미의 내부는 입자간의 마찰력에 의해서 유동이 발생하지 않으며, 입자 더미의 표면에서는 유체의 흐름과 유사한 속성이 관찰된다. 또한 입자 더미는 입자의 특성에 따라 다른 임계각 이하로는 흐름이 관찰되지 않는 시각적 특징을 이용하여 시뮬레이션의 매개변수를 수정하고 시뮬레이션 하였다. 기존의 시뮬레이션 기법을 그대로 사용하면서 입자의 움직임을 간단하게 구현할 수 있으며, 구현결과와 함께 유체 유동과의 비교결과를 제시한다.
- Alternative Abstract
- Fluid’s alteration of shape due to physical laws such as water, fire, smoke, and gas has been a long interest in the field of physics. In computer graphics they have constantly used simulation results based on Navier-Stokes formula to express realistic natural phenomenon for movement of fluid and on account of current computer hardware’s development it became possible to achieve real-time simulation and visualization. Movement of particles such as sand, sugar, and salt, which in the macroscopic sense represents similar visual characteristics to fluid, is currently being researched with keen interest in the field of physics. This paper proposes method to simulate and visualize particle movement using physics formula dominating fluid which was perceived from particle’s macroscopic visual similarity towards fluid. Due to frictional force between particles, no flow is occurred inside of the particle cloud and similar property with the flow of fluid can be observed from the interior of the particle cloud. Also, by using the visual characteristic of particle cloud, which is that no flow of particles can be observed under different critical angle because of the particles’ different properties, I changed simulation related parameters and performed simulations. I have implemented the movement of particles easily using previous simulation method and proposed implementation results and comparison results with fluid movement.
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- Graduate School of Ajou University > Department of Media > 3. Theses(Master)
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