约束气泡：将高效零密度气泡添加到不可压缩的自由表面流动中
摘要：用于计算机动画的液体模拟通常避免模拟空气相以减少计算成本并确保强制不可压缩所需的线性系统的良好调整。然而，这种自由表面假设导致无法真实地处理气泡：液体中的浸没缝隙被解释为空洞，立即坍塌。为了解决这个缺点，我们提出了一种高效、实用和概念上简单的方法，以增加密度可忽略的气泡的自由表面流。我们的方法对于每个不连通的气体区域添加了一个新的约束，保证其整个表面的净通量为零，并且既不需要模拟两个相也不需要重新制定为流函数变量。该方法的实施只需要对标准基于网格的流体解算器的压力求解进行微小修改，并且得到的线性系统保持稀疏和对称正定。在我们的评估中，解决修改后的压力投影系统的时间不超过相应的自由表面解决方案的10%。我们通过将其纳入商业流体动画软件并使用它生成各种动态气泡场景来展示该方法的有效性和灵活性，展示了冒泡效果，黏性和非黏性气泡，与不规则形状和移动固体边界的相互作用以及表面张力效应。
作者：Ryan Goldade and Christopher Batty
论文ID：1711.11470
分类：Graphics
分类简称：cs.GR
提交时间：2017-12-01