Multi-physics simulation based on position based dynamics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K11839
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60090:High performance computing-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Fujisawa Makoto 筑波大学, 図書館情報メディア系, 准教授 (90508409)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 物理シミュレーション / コンピュータグラフィックス / マルチフィジクス / 位置ベース法 / 粒子法

Outline of Final Research Achievements

In this research, we focuse on the position-based method, a real-time physics simulation method, and aim to develop computer simulation technology for complex natural phenomena in which multiple phenomena interact with each other (multi-physics), which requires a huge amount of computation time and parameter adjustment in previous researches. The results of the research include: an interaction method for fluid and hair including plastic deformation based on a position-based method, a simulation method of dilatant fluid composed of water and fine particles based on position-based method, daytime fireworks simulation by combining fluid and parachute simulations, and a simulation method of soil-structure destruction with seepage flows etc.

Free Research Field

コンピュータグラフィックス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

単一の現象のみを再現するのではなく，毛髪の変形と液体とのインタラクション，微粒子の摩擦と水の非圧縮性，煙とパラシュートの挙動，土砂と液体の挙動とインタラクションなど，複数の物質が互いに複雑に絡み合う複雑な現象を，主に位置ベース法や粒子法を用いる新たな手法を開発することで，コンピュータで高速にシミュレーション可能にした点に研究の学術的意義がある．また，シミュレーションするだけでなく，それをコンピュータグラフィックスとして可視化し，様々なシーンに適用可能なことも示しており，実際の現場に適応できるという点で社会的な意義も高い．