Simulace tekutin a plynů

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá simulacemi kapalin a plynů, obzvláště pak počítačovou simulací toku viskózních newtonských kapalin s volným povrchem. Hlavním cílem této práce je implementovat výkonný simulační model, využívající paralelní architektury grafických karet k obecným výpočtům. K implementaci jsem zvolil Smoothed Particle Hydrodynamics, lagrangeovskou metodu založenou na částicích. Podstatnou část této práce tvoří analýza rychlosti implementovaného algoritmu, srovnání dosažených výsledků s pracemi jiných autorů a demonstrace přínosu použití grafických karet oproti klasické implementaci pro CPU. Výstupem práce je interaktivní program umožňující simulovat (a vizualizovat) vodě podobné kapaliny v reálném čase.

This diploma thesis addresses the problem of liquid and gas simulation, it particularly deals with computer simulation of flow of viscous newtonian liquids with a free surface. A main goal of this work is to create an efficient simulation model, utilizing the benefits of current GPU parallel architecture for general-purpose computing. I chose to implement Smoothed Particle Hydrodynamics, a lagrangian particle-based method. A significant portion of this thesis consists of speed analysis of the implemented algorithm, comparison with other authors' achievements in the field and a demonstration of benefits brought by GPU involvement in the computation. As an output of the thesis I present an interactive computer program that allows for real-time simulation (and visualization) of water-like fluids.