Particle based modeling and simulation of natural phenomena

Bu çalışma sıvı ve kumaş benzeri, biçimi bozulabilen nesnelerin fizik tabanlı yöntemler kullanılarak modellenmesi ve benzetimiyle ilgilidir. Benzetimi yapılan nesneler parçacıklar kullanılarak modellenmektedir ve nesnelerin birbirleriyle ve çevreleri ile olan etkileşimleri parçacıklar arasındaki kuvvetlerle tanımlanmaktadır. Çalışmada, varolan teknikler üzerine bir çok iyileştirme önerilmektedir. Komşu parçacıkların doğru ve hızlı bir şekilde bulunması parçacık tabanlı benzetim sistemleri için çok önemlidir. Bu çalışmada, paralel hesaplamaya uygun, birbiçimli ızgara üzerinde çalışan, sıralama tabanlı komşu bulma yöntemi önerilmektedir. Sıvı yüzeyinin oluşturulması için önerilen yöntem, varolan yöntemlerden daha ayrıntılı bir yüzey oluşturmaktadır. Bunun sebebi parçacıkların sıvı yüzeyine göreceli konumlarının dikkate alınmasıdır. Sıvı-sıvı, sıvı-kumaş ve sıvı-sınır etkileşimlerini tanımlamak üzere hesaplamalı fizikte de kullanılmakta olan bir çok yöntem araştırılmıştır. Ayrıca örgü tipindeki kumaşları ve bunların sıvılarla etkileşimini benzetmek amacıyla kullanışlı bir yöntem de önerilmektedir. Sıvıların örgüler tarafından emilmesi yüzey gerilimlerini kullanan bir yöntemle benzetilmektedir. Önerilen parçacık sistemi birbirinekarışabilen sıvıların benzetmesini de yapabilmektedir. Bu çalışmada anlatılan parçacık tabanlı benzetme yöntemleri, günümüzde yaygın hale gelen paralel bilgisayarlarda (çok çekirdekli işlemciler ve grafik işlemciler gibi) çalışabilecek şekilde uygulanmıştır. Deneyler önerdiğimiz yöntemin işlemsel olarak verimli olduğunu ve gerçekçi sonuçlar ürettiğini göstermektedir.