Uzol Prenesenie mriežky¶

Uzol Prenesenie mriežky presúva hodnoty voxelov cez pole rýchlosti v čase pomocou číselnej integrácie. Táto operácia sa nazýva Prenesenie (advect) a bežne sa používa v systémoch simulácie tekutín, dymu a pohybu na vývoj veličín, ako je hustota, teplota alebo farba, podľa poľa toku.

Uzol podporuje viacero integračných schém, ktoré vyvažujú rýchlosť, presnosť a numerickú stabilitu. Môže sa použiť pre skalárne aj vektorové mriežky, pokiaľ je veľkosť voxelu v celej doméne rovnaká.

Prenesenie (advekcia) je koncepčne ekvivalentné sledovaniu každého voxelu späť cez pole rýchlosti malým časovým krokom, snímaním hodnoty mriežky z predošlej polohy a priradením tejto hodnoty k aktuálnemu voxelu.

Vstupy¶

Mriežka

Vstupná mriežka pre prenesenie. Musí mať jednotnú mierku voxelu.

Rýchlosť

Vektorová mriežka definujúca smer a veľkosť toku v každom voxeli. Pole Rýchlosť určuje, ako sa hodnoty mriežky prenášajú priestorom.

Časový krok

Časový krok použitý pre prenesenie, v sekundách. Väčšie hodnoty vedú k rýchlejšiemu pohybu, ale môžu znížiť presnosť alebo stabilitu.

Schéma integrácie

Numerická integračná metóda používaná na sledovanie polôh voxelov v rýchlostnom poli:

Semi-Lagrangian:: Integrácia prvého rádu semi-Lagrangeovho typu. Najrýchlejšia a najstabilnejšia, ale spôsobuje znateľnú číselný rozptyl (rozostrenie).
Stredný bod:: Integrácia stredného bodu druhého rádu. Vyvažuje rýchlosť a presnosť, vhodná pre väčšinu prípadov.
Runge-Kutta 3:: Integrácia Runge-Kutta tretieho rádu. Poskytuje vyššiu presnosť pri primeraných výpočtových nákladoch.
Runge-Kutta 4:: Integrácia Runge-Kutta štvrtého rádu. Najpresnejší jednokrokový algoritmus, ideálny pre detailné simulácie, ale pomalší pri výpočtoch.
MacCormack:: MacCormackov algoritmus s implicitnou kontrolou difúzie. Znižuje numerickú disipáciu (rozptyl) pri zachovaní stability.
BFECC:: Back and Forth Error Compensation and Correction (Kompenzácia a korekcia chýb tam a späť). Pokročilý systém, ktorý minimalizuje rozptyl a zachováva ostrejšie rysy.

Obmedzovač

Stratégia limitov používaná na zníženie artefaktov prekročenia alebo nedosiahnutia v schémach prenesu vyššieho rádu:

Žiadne:: Neplatia žiadne limity. Najrýchlejší, ale môže spôsobiť artefakty v oblastiach s prudkou stupňovitosťou.
Pripnúť:: Upevňuje hodnoty v rozsahu pôvodného susedstva, čím zabraňuje prekročeniu a nedosiahnutiu cieľovej hodnoty a zároveň zachováva stabilitu.
Znovu načítať:: Vráti sa k integrácii prvého rádu v prípadoch, keď by bolo potrebné pripnutie. Konzervatívnejšie a stabilnejšie ako samotné pripnutie.

Vlastnosti¶

Typ údajov: Typ údajov uložených v mriežke (napr. hodnota na pohyblivej desatinnej čiarke, celé číslo, vektor). Určuje typ poľa, ktoré sa prenáša.

Výstupy¶

Mriežka: Výsledná mriežka po prenášaní. Každá hodnota voxelu bola prenesená podľa špecifikovaného poľa rýchlosti a integračnej schémy. Výsledok predstavuje stav mriežky po uplynutí daného časového kroku.