Rigid Body Dynamics
Inhalt dieser Forschungsarbeit ist die Entwicklung der pe
Physikengine. Die Engine lehnt sich stark an bereits existierende Frameworks
zur Simulation von Starrkörpern an. Im Gegensatz zu diesen Engines ist
der primäre Fokus von pe aber die physikalisch exakte
Simulation der Interaktion von Starrkörpern, während schnelle,
für Computerspiele geeignete, Kollisionslöser nur an zweiter Stelle
stehen. Die Softwarestruktur von pe ermöglicht aber
eine einfache Integration beliebiger Löser.
Hauptproblem bei der Auflösung reibungsbehafteter Starrkörperkollisionen
ist die Behandlung eines linearen Komplementaritätsproblems der folgenden
Art:
Um dieses Problem zu lösen, bietet pe verschiedene
Lösungsalgorithmen, z.B. den klassischen Lemke-Algorithmus, den
"projected Gauss-Seidel" (PGS) Algorithmus, den "conjugate projected gradient"
(CPG) algorithmus, einen "damped Newton" Ansatz und einen algebraischen
Mehrgitterlöser (AMG).
Die Hauptforschungspunkte sind:
- Physikalisch exakte Starrkörpersimulation
- Schnelle Starrkörperinteraktionen geeignet für z.B. Computerspiele
- außergewönliche C++-Implementierung
- Intuitive Benutzerschnittstelle
LBM-Simulation mit bewegten Partikeln
Inhalt dieser Arbeit ist die Simulation des Verhaltens komplexer Partikelagglomerate
in einer Strömung. Die Strömung wird mit Hilfe der Lattice Boltzmann Methode (LBM)
simuliert, die Partikelbewegung wird von einer Physikengine übernommen. Die weiteren
Ziele sind u.a. eine Verbesserung der Genauigkeit der Kraftübertragung von der
Strömung auf das Agglomerat und eine Verbesserung der Simulationsgeschwindigkeit.
Meine Masterarbeit über dieses Thema kann
hier
heruntergeladen werden.
Beispielvideos zu verschiedenen Partikelsimulationen können hier heruntergeladen werden.
