Simulación en Tiempo Real de Fluidos y Sólidos Rígidos mediante Partículas

Abstract

La simulación computacional de interacción fluido-estructuras es una de las principales áreas de investigación de la mecánica computacional. El caso más general de interacción, y por lo tanto el más complejo, es aquél donde los objetos o estructuras no permanecen fijos en el espacio sino que están libres y por lo tanto pueden desplazarse (y rotar) de manera arbitraria. El movimiento resultante dependerá dinámicamente de las fuerzas que el fluido hace sobre la estructura y vice-versa. Este trabajo describe técnicas que hemos desarrollado para simular este tipo general de interacciones entre fluidos y sólidos rígidos. Las técnicas están basadas en el uso de partículas tanto para caracterizar los fluidos como para describir los sólidos rígidos. La dinámica de la porción fluida se logra a través del método de partículas llamado Smoothed Particle Hydrodynamics y a través de una dualidad de las partículas sólidas. Una plataforma de simulación desarrollada por los autores, permite visualizar la dinámica de los objetos en tiempo real a medida que transcurre la simulación.