Modelos de emisores y colisiones de partículas

 


Emisores


Fuegos artificiales


La aplicación de los fuegos artificiales fue realizada en el laboratorio de Simulación: se trata de una representación real de "La Nit del Foc" de las Fallas de Valencia. En este programa cabe destacar, sobre todo, el efecto del viento: no es una fuerza sino una velocidad que se aplica como una fuerza a las partículas que se oponen. 

Asimismo, la simulación presentada incorpora también la fuerza de gravedad (F = m*g) que afecta a cada una de las partículas generadas, y se puede observar que se han utilizado diferentes formas generadas de forma aleatoria para simular diferentes tipos de cohetes.

Cabe destacar, además, que cada uno de estos cohetes tiene un tiempo de vida (ttl) que marca su transparencia y posterior eliminación del vector de partículas una vez "mueren".




Pinball



Aplicación sencilla con interfaz de usuario que representa las colisiones entre planos y una partícula (bola de pinball) mediante el modelo de velocidades. Además, la bola se verá afectada por la gravedad, que hará que caiga a menos que se reposicione mediante un click de ratón.

En general, el modelo de velocidades se basa en el cálculo de nueva velocidad de salida tras un "rebote" respaldado en 3 pasos:

  • Detección de la colisión: se comprueba si la distancia al plano o al objeto de colisión es menor al radio de la partícula: si es así, estamos en momento de colisión
  • Reposicionamiento de la partícula: debemos recalcular una posición para corregir efectos antinaturales: una partícula no "penetra" dentro de un plano, sino que rebota sin deformarse
  • Respuesta a la colisión: se basa en el cálculo de nuevas velocidades (normal y tangencial) basado en las velocidades que lleva la partícula en el momento de la colisión.




Modelo de velocidades: Billar Francés




Como aplicación del modelo de velocidades sobre una simulación real, se propone el billar francés. Para simular esta situación se han utilizado las variables reales de las masas y radios de las bolas del billar francés, y el modelo de velocidades explicado anteriormente y aplicado al juego del "Pinball". Sin embargo, en esta ocasión, se ha utilizado un modelo de velocidades en una colisión partícula-partícula, siguiendo el siguiente esquema:




El programa lleva implementada una interfaz de usuario para comprobar de mejor forma su funcionamiento.




Modelo de muelles: Fluido en un recipiente



El modelo de muelles presenta ciertas ventajas frente al modelo de velocidades para tratar las colisiones de partículas: está más adaptado a fuerzas físicas elásticas entre las partículas y no requiere un cálculo de "reposicionamiento".

En este problema se propone una simulación de un fluido (gran vector de partículas) que cae dentro de un recipiente y se gestiona mediante colisiones "todas con todas".






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