Desbrun, Mathieu
- Cani, Marie-Paule
Rapport de recherche de l'INRIA -
Rhone-Alpes ,
Equipe : IMAGIS
22 pages - Décembre 1999 - Document en anglais
Titre français : Simulation adaptative en temps et espace pour la simulation de matériaux très
déformables
Abstract : This report presents an approach for efficiently yet precisely simulating highly deformable substances ranging from solids to liquids. The key idea is to use a state equation for specifying the dynamics of the substance. During a simulation, the material is sampled by particles that derive their interaction forces from this state equation. Since this ensures the same qualitative behavior whatever the discretization rate, an adaptive scheme can be used during simulations: the particle system adapts over space and time according to a given compromise between precision and computati- onal efficiency. The system refines (i.e., particles are subdivided) in areas undergoing large or fast deformations, while it simplifies (i.e., neighboring particles are merged) in stable regions. Meanwhile, the values of the individual integration time steps used for each particle are automatica- lly adapted to avoid instabilities. An active implicit surface is used to visualize the substance. It smoothly coats the particles and filters over time internal changes of granularity.
Résumé : Ce rapport de recherche présente une nouvelle approche de simulation rapide et prédictive de matériaux très déformables, solides ou liquides. L'idée directrice est d'utiliser une équation d'état pour spécifier le comportement macroscopique d'une substance. Durant la simulation, le matériau est échantilloné par des particules dérivant leurs forces d'interaction de l'équation d'état. Le même comportement qualitatif étant assuré quelque soit la finesse de discrétisation, un schéma adaptatif peut être utilisé: le système particulaire s'adapte en temps et en espace, afin de fournir un bon compromis entre efficacité et précision des calculs. Les particules se subdivisent donc dans les régions où de fortes déformations ont lieu, alors qu'elles se regroupent dans les régions stables pour minimiser les calculs. A tout instant, le pas de temps d'intégration est automatiquement déterminé pour assurer une stabilité numérique adéquate. Enfin, une surface implicite active englobe le tout, permettant une visualisat- ion efficace de la surface du matériau tout en masquant les changements de granularité du modèle interne.
Key-Words : SIMULATION / DEFORMABLE OBJECTS / PARTICLE SYSTEM / SPACE-TIME ADAPTION
Mots-clés : SIMULATION / OBJETS DEFORMABLES / SYSTEME DE PARTICULES / ADAPTATION EN TEMPS
ET ESPACE
