为什么我的水会爆炸？

Question

我正在尝试实现Clavet method来模拟JavaScript中的流体，所以调试是一场噩梦，这就是为什么我在这里问，希望有人经历同样的事情会告诉我我是什么做错了。

到目前为止我的工作正常：

但我有两个问题：

1）因为在这种方法中，所有东西都是“偏移”半步，我不知道如何正确地将粒子从墙壁上反弹。现在我取出粒子的位置和先前的位置并将它们绕过交叉的墙壁，然后通过反弹因子围绕交叉点进行缩放。

我的逻辑告诉我这应该有效。算法的下一步是更新粒子速度，所以我也反映了之前的位置。但在实践中，这给了我一个我不明白的结果：

这显示了粒子上的“力”。墙壁反射过多的力量，使一切都保持不变。

this paper中的公式4.58显然显示了一种防止这种情况的方法，但我无法让它发挥作用。

还有一些我没有得到的文章，比如“我们只想反映碰撞中省略的速度”的意思。为什么？请问有人ELI5这件事给我好吗？

2）即使不涉及墙壁，模拟也会定期“爆炸”。更高的压力会发生这种情况：

这个是 JavaScript，所以有那个，但是我已经查看了代码并且没有任何划分，或者我可以想象NaN正在发生的情况。

我在论文中看到过关于SIM卡不稳定性的一些话题，我想知道是不是这样。这篇文献中的大部分都超出了我的范围。

根据我的理解（我认为），消除不稳定性的方法之一是粘度，但我添加了它并且它对爆炸没有帮助：

我可以发布代码，但是在即将开始工作的第一阶段，它现在很难阅读。

最后一个问题：我如何弄清楚如何将此方法中的伪常数转换为物理单位？

编辑：我发现SIM卡偶尔会冻结，看起来确实会在某个地方产生NaN，但Chrome会抓得太晚。

Answer 1

显然这里有很多。我确信我无法回答这一切，但这里有一些有希望的重点：

围墙：您实施的内容称为momentum mirror。在压力下的流体中，动量镜用于吸引具有一种负表面张力的粒子（因为在其之外没有粒子可以排斥边界附近的粒子）。颗粒越紧密，就会产生更大的力，更容易引起数值问题（特别是因为它们的传送往往会给它们带来潜在的能量）。

关于恢复系数：碰撞周围的简单线性缩放产生冲击切向力，这对于动量镜来说并不典型，但确实会产生物理上真实的无滑动条件。

关于您链接的第二篇论文：我认为他们正在尝试根据他们的点数投射来做一些智能化的事情。但是，我不知道为什么他们只是投射回表面（而不是计算碰撞时间，然后根据（减少的）新速度计算新位置。）

Answer 2

假设这是一个没有严格物理意义的cg项目......

首先，您应该考虑为模拟代码使用固定的时间步长，否则当dt（和错误）抖动时，您将会出现不稳定（和视觉上令人不安）的行为。 如果根据最终要求无法获得一致的帧速率，则应对位置进行插值，而不是在非固定时间点进行模拟。

关于你的墙壁计算，它显然取决于你想要最终实现的效果;所以，如果你应用一个或多或少的动量保持镜像条件（你现在正在做） 粒子将继续循环。即使应用了阻尼也是如此。如果你想让液体粘在一起。不知何故，你需要引入壁力或其他更强的耗散效应。

我运行了你的代码，在设置了一致的dt并调整粘度并简化了墙面计算以简化＆＃34; if（p.px＆lt; left）p.px = left +（left - p.px） * canvas.wallBounce;否则if（）...＆＃34;条件我很好 ＆＃39;松弛＆＃39;行为（如果这是你正在寻找的）。更新之前的位置也会适得其反，因为它会增加墙壁的反射性[＆＃39;可以这么说。