Particle based modeling and simulation of natural phenomena
Doğal nesnelerin parçacık tabanlı yöntemler ile modellenmesi ve benzetilmesi
- Tez No: 275067
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UĞUR GÜDÜKBAY, PROF. DR. BÜLENT ÖZGÜÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Bu çalışma sıvı ve kumaş benzeri, biçimi bozulabilen nesnelerin fizik tabanlı yöntemler kullanılarak modellenmesi ve benzetimiyle ilgilidir. Benzetimi yapılan nesneler parçacıklar kullanılarak modellenmektedir ve nesnelerin birbirleriyle ve çevreleri ile olan etkileşimleri parçacıklar arasındaki kuvvetlerle tanımlanmaktadır. Çalışmada, varolan teknikler üzerine bir çok iyileştirme önerilmektedir. Komşu parçacıkların doğru ve hızlı bir şekilde bulunması parçacık tabanlı benzetim sistemleri için çok önemlidir. Bu çalışmada, paralel hesaplamaya uygun, birbiçimli ızgara üzerinde çalışan, sıralama tabanlı komşu bulma yöntemi önerilmektedir. Sıvı yüzeyinin oluşturulması için önerilen yöntem, varolan yöntemlerden daha ayrıntılı bir yüzey oluşturmaktadır. Bunun sebebi parçacıkların sıvı yüzeyine göreceli konumlarının dikkate alınmasıdır. Sıvı-sıvı, sıvı-kumaş ve sıvı-sınır etkileşimlerini tanımlamak üzere hesaplamalı fizikte de kullanılmakta olan bir çok yöntem araştırılmıştır. Ayrıca örgü tipindeki kumaşları ve bunların sıvılarla etkileşimini benzetmek amacıyla kullanışlı bir yöntem de önerilmektedir. Sıvıların örgüler tarafından emilmesi yüzey gerilimlerini kullanan bir yöntemle benzetilmektedir. Önerilen parçacık sistemi birbirinekarışabilen sıvıların benzetmesini de yapabilmektedir. Bu çalışmada anlatılan parçacık tabanlı benzetme yöntemleri, günümüzde yaygın hale gelen paralel bilgisayarlarda (çok çekirdekli işlemciler ve grafik işlemciler gibi) çalışabilecek şekilde uygulanmıştır. Deneyler önerdiğimiz yöntemin işlemsel olarak verimli olduğunu ve gerçekçi sonuçlar ürettiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis is about modeling and simulation of fluids and cloth-like deformable objects by the physically-based simulation paradigm. Simulated objects are modeled with particles and their interaction with each other and the environment is defined by particle-to-particle forces. We propose several improvements over the existing particle simulation techniques. Neighbor search algorithms are crucialfor the performance efficiency and robustness of a particle system. We present a sorting-based neighbor search method which operates on a uniform grid, and can be parallelizable. We improve upon the existing fluid surface generation methods so that our method captures surface details better since we consider the relative position of fluid particles to the fluid surface. We investigate several alternatives of particle interaction schema (i.e. Smoothed Particle Hydrodynamics, the Discrete Element Method, and Lennard-Jones potential) for the purpose of defining fluid-fluid, fluid-cloth, fluid-boundary interaction forces. We also propose a practical way to simulate knitwear and its interaction with fluids. We employ capillary pressure?based forces to simulate the absorption of fluid particles by knitwear.We also propose a method to simulate the flow of miscible fluids. Our particle simulation system is implement to exploit parallel computing capabilities of the commodity computers. Specifically, we implemented the proposed methods on multicore CPUs and programmable graphics boards. The experiments show that our method is computationally efficient and produces realistic results.
Benzer Tezler
- Physical simulation of wood combustion by using particle system
Odun yanmasının parçacık sistem tabanlı fiziksel simülasyonu
GİZEM GÜRCÜOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT ÖZGÜÇ
- Acil durumlarda yaya tahliyesi için grup davranışı içeren sosyal kuvvet modeli önerisi
Proposal of social force model including group behaviour for pedestrian evacuation in emergency situations
YAKUP TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. CAFER ERHAN BOZDAĞ
- Analysis of bird strike on metallic panels
Metalik panellere kuş çarpması analizi
KENAN ÇAYHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DEMET BALKAN
- Modeling of multi-phase combustion processes
Çok fazlı yanma olaylarının modellenmesi
RAMZİ (REMZİ) JUDEH (ŞAHİN)
- Flood simulation and visualization framework using position-based fluids
Başlık çevirisi yok
İSMAİL ALİHAN HADIMLIOĞLU
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTexas A&M UniversityPROF. DR. DANIŞMAN YOK