Symulacja ognia

0

Wiele już widziałem efektów obrazujących ogień (nawet kilka kodów do teg), ale to wszystko opierało się na podobieństwie powstających obrazów do rzeczywistości. Nie miało podłoża fizycznego. Interesuje mnie matematyczny model np. płonącej zapałki. Czyli jak rozkłada się obserwowane promieniowanie, jak rozkłada się temperatura cząsteczek w pobliżu palącej się rzeczy (najlepiej także z wpływem czynników atmosferycznych np. wiatr).
Wymagania wysokie, ale to przecież dział Gorące Tematy ;-)

0

Dobrze że poruszyłeś ten temat, może udało by się komuś coś takiego zrobić (sam bym się zabrał, gdyby nie maturka..). Symulator taki raczej niebyłby trudny do stworzenia, problem z tym, jakie czynniki wpływają na kształt płomienia. Czy zastanawiał się ktoś nad tym, dlaczego płomień jest "wydłużony", albo jak wyglądał by on w stanie nieważkości ?. Ja kiedyś nad tym zastanawiałem, i doszedłem do wniosku że (o dziwo) grawitacja ma tu bardzo duże znaczenie. Z neicierpliwością czekam na komenarze.

0

Nie wiem czy zdajece sobie z tego sprawe ale wchodzicie w 4stan skupienia jakim jest plazma :) Ja mysle ze to wcale nie bedzie takie proste jak mogloby wygladac :) No bo trzeba uwzglednic jak zapalka jest nasycona tym simiesznym czyms zeby sie lepiej palila nawet to czy glowna zapalki jest zielona czy czerwona :) Mi sie wydaje ze to troche sporo no ale nie chce tu nikogo niechecac :)

0

Plazma? A gdziesz tu masz jonizację powietrza? Cząsteczki pozostają stałe. Nie rozpadają się.
Co do czynników (wczoraj Marooned trochę mi na GG w tej sprawie podpowiadał):

  • temperatura poszczególnych cząstek zależy od położenia w płomieniu (wiadomo np. że płomień jest najgorętszy przy samym końcu, tam, gdzie jest już praktycznie niewidoczny)
  • wspomniana już grawitacja (cząsteczki w płomieniu unoszą się do góry, ponieważ mają wyższą temperaturę niż otoczenie. Działa siła wyporu. Prz braku grawitacji w którą stronę by się "unosiły"? Czyżby płomień miałby kształt kuli?)
  • rodzaj materiału spalanego (różne substancje palą się z różną prędnością i temperaturą. To jest np. powód, że magnez pali się srebrzystym płomieniem, związki sodu na pomarańczowo, związki ołowiu na niebiesko, miedzi na zielononiebiesko, baru na brązowo, a litu na czerwono). Po prostu widmo emisyjne pierwiastków zależy od konfiguracji elektronowej.
  • oczywiście jeszcze wpływ na kształt płomienia mają warunki atmosferyczne: wiatr, wilgotność, ciśnienie.

Trochę tego jest. Oczywiście możnaby na początek stworzyć model uproszczony. Np. pomijający wpływy atmosferyczne oraz rodzaj substancji. Grawitację także możnaby przyjąć za stałą.

0

<font color="darkblue">Jest to niemożliwe!!
Dlaczego?? >> bo nie znamy praw <font color="red">żrądzących</span> ruchem powietrza!!

Jeśli jednak chodzi o teorię meterologii fizyka nie udziela w tym zakresie zadowalającej pomocy.

Feynmana - wykłady z fizyki (TOM 1.1.3-5)
Nie znamy praw ani nie możemy poznać naprawde w pełni aktualnego stanu powietrza.
Najlepsza z możliwych symulacji musi wynikać jedynie z obserwacji ;-| </span>

0

Plazma? A gdziesz tu masz jonizację powietrza? Cząsteczki pozostają stałe. Nie rozpadają się.

Az normalnie musialem ci Dryobates udowidnic ze ogien jest plazma :) Robilem na ten temat referacik :) A zobaczyc sobie mozesz to tu http://wiem.onet.pl/wiem/018095.html W sumie to moge wkleic to i tu:

"1. fiz. stan materii, w którym gaz jest tak zjonizowany, że zawiera tę samą lub zbliżoną ilość ładunków dodatnich i ujemnych ,[b]np. ogień [/b]lub materia budulcowa Słońca."

Jednak jesli chodzi o napisanie czegos takiego to byloby to cos dobrego ale nie wydaje mi sie aby to dzialalo :) Za duzo troche byloby zmiennych :) Ale jak ktos cos takiego napisze to normanie wysylam browara poczta :)

0

za dużo zmiennych? hmm raczej nie wiekszosc czynnikow mozna przyjac za wagi, materiał, cisnienie, temperature otoczenia, kształt materiału

a co do opisu kształtu można wykorzystać proste wzory na kulę oraz rozkład cząsteczkowy o ile dobrze pamietam potrójna całka i mamy rozkład w kuli do tego dodać wpływ zmian ciśnienia wynikajścy ze zmiany temeratury, czyli ten słupek nad zapalką to przyjac parabole obróconą i odwróconą i wypadkową policzyć, tylko większość rzeczy trzeba by stablizować, hmm wydaje mi sie ze najlepiej by było liczyć na macierzach. FPU są dotego przystosowane czyli wstepnie przygotować wagi a juz konkretne wartosci rozkładu temeratur i czastek i cisnienia liczyc na macierzach gdzies miałem do tego odpowiednie wzory, uczyli mnie na Matlabie tego :)

[dop] no chyba juz poprawiłem błędy :)

0

potrujna</span> całka i mamy rozkład w kuli <font color="red">dotego</span> dodac wpływ zmian <font color="red">cicnienia</span> wynikajacy ze zmiany temeratury czyli ten słupek nad zapalką to przyjac parabole <font color="red">obruconą</span> i odwróconą i wypadkową policzyc,

myślę że dyro'wi chodziło właśnie o obliczenie płomienia tylko i wylącznie z wzorów na zachowanie pojedynczej cząstecki (a potem złożenia wielu cząsteczek). Nie chodzi o przybliżone zachowanie płomienia (kształt itp) z jakiegoś wzoru, tylko o WYLICZENIE całości.

0

Prz braku grawitacji w którą stronę by się "unosiły"? Czyżby płomień miałby kształt kuli?)

I oto odpowiedź. Wczoraj na IRCu Sheitar trafnie wytypowaną kwerendą dotarł do takiej strony:
http://www.esa.int/netdays/flame.html

0

No wiec dobra, wiemy ze ogien zalezy od grawitacji. Ale zostaje i tak strasznie duzo innych czynnikow, poza tym nie wiadomo w jakiej skali dany czynnik oddzialywuje na ksztalt plomienia i jego kolorystyke.

Hmm jednak zrobienie takiego modelu jest mozliwe. Prymitywny model bez podloza fizycznego to ja w ASCI nawet widzialem;P A taki zlozony....to jest w kazdym programie do grafiki 3D. Trza by poporsic autorow tcyh wtyczek o wskazowki;)

Pozdrawiam

0

Trza by poporsic autorow tcyh wtyczek o wskazowki;)

Albo pogadać z fizykami. Dla pojedynczych cząsteczek nie możemy wyznaczyć, ale możemy użyć metod probabilistycznych :) (choć równania "Szridingera" nie zamierzam [rzeczywiście, wymienia się na zamiar :P ] rozwiązywać).

[???] Aż nie mogę się nadziwić, że przy tak dużym ciśnieniu i tak małej temp. następuje jonizacja powietrza w płomieniu...

0

Hey hey.

Nie zaglądałem na forum przez chyba trzy miesiące, więc z łezką wzruszenia spojrzałem na "gorące tematy" i ... gorący temat - płonąca zapałka ...

Co prawda zostało to już napomknięte ale nie powstrzymam się przed powtórzeniem, że zapałka w stanie nieważkości zgaśnie po kilku sekundach (brak tlenu).

Natomiast równanie Schrodringhera to równanie różniczkowe określające gęstość prawdopodobieństwa w czasie - analizując płomień chyba nie ma potrzeby zagłębiać się tak "nisko" to znaczy do poziomu cząstek elementarnych.

W mojej opini ten problem leży raczej w skali makro fizyki - unoszące się gorące powietrze określa wygląd płomienia, spalana substancja i temperatura odpowiadają za kolor ...

W tym problemie każda próba zejścia do poziomu cząstek skończy się w co najlepszym wypadku szpitalem

psychiatrycznym.

Do usłyszenia ... tęsknię :(

0

Co prawda zostało to już napomknięte ale nie powstrzymam się przed powtórzeniem, że zapałka w stanie nieważkości zgaśnie po kilku sekundach (brak tlenu).

Nie tyle brak tlenu (bo nie mówimy o próżni, ale jedynie o stanie nieważkości) co brak dopływu tlenu (brak grawitacji powoduje inny przepływ powietrza). Ale można sztucznie podtrzymywać, np. używając palnika z mieszaniną tlenu i substancji palnej.

Natomiast równanie Schrodringhera to równanie różniczkowe określające gęstość prawdopodobieństwa w czasie - analizując płomień chyba nie ma potrzeby zagłębiać się tak "nisko" to znaczy do poziomu cząstek elementarnych.

Biorąc pod uwagę to, że ogień, jak już wspomniano jest plazmą i trudno tutaj określić położenie cząsteczki (łatwiej określić prawdopodobieństwo znalezienia się cząstki lub patrząc na to troszkę inaczej "natężenie pola") użycie tutaj teorii falowej nie jest wcale takie nieuzasadnione. Równanie Schrodingera nie musi odnosić się jedynie do atomu.

W mojej opini ten problem leży raczej w skali makro fizyki - unoszące się gorące powietrze określa wygląd płomienia, spalana substancja i temperatura odpowiadają za kolor ...

Wszystko prawda, ale przy wpływie np. ruchu powietrza ciężko jest określić barwę płomienia bez znajomości rozkładu tych cząsteczek (ale można by na początek chociaż coś takiego zrobić).

W tym problemie każda próba zejścia do poziomu cząstek skończy się w co najlepszym wypadku szpitalem psychiatrycznym.

Dlaczego ostatnio mnóstwo osób przyrównuje mnie do wariata? ;-)

0

Pamietajmy ze zgodnie z zasada nieoznaczonosci Heisenberga nie jestesmy w stanie poznac dokladnie predkosci lub polozenia danej czastki hmm... , tak wiec...nie wiem czy warto do tego uzywac mechaniki kwantowej. A nawet gdyby sie to udalo;) to na jakim sprzecie taki plomien mozna by wygenerowac w realtime?:)

0

[..] to na jakim sprzecie taki plomien mozna by wygenerowac w realtime?:)

O ile pamiętam na ASCII Blue takie coś (jedna sekunda z życia płomienia) generowana była: [b] Dwa i pól miesiąca[/b] uwzględniała praktycznie wszystkie dane możliwe (atamy powietrza z otoczenia [promień jeden metr], zmiany cyrkulacji, oddziaływania czasteczek), program do tego był pisany pól roku (i chyba gdzieś da się go znaleŹć, ale czy to asm czy C to już nie pamiętam)

0

wooooooow.........

No u mnie jakis tam model ognia w 3d Max 3.0 renderowal sie 9 godzin.

to byly 24 klatki, ale rozmiar ognia mial jakies 20x 20 pixeli :-))

0

Dziala, wiec przechodze do rzeczy.
Zostalem poproszony przez jednego z Was o zabranie glosu
w tej sprawie (nie wiem jaka tutaj ma ksywke).

Jestem fizykiem, a przy okazji zajmuje sie niesieniem kaganka
oswiaty - odpowiadam na pytania dotyczace fizyki.

W zasadzie powiedzieliscie juz prawie wszystko, co mozna na ten
temat powiedziec. Rzeczywiscie pelna prawdziwa symulacja plomienia
bylaby bardzo CPU-chlonna.

O wysymulowaniu tego na poziomie
czasteczkowym mozna od razu zapomniec.

Aby sie do tego zabrac nalezy przestrzen podzielic na komorki
(ich liczba odpowiadalaby co najmniej liczbie piksli obrazu, tylko,
ze to powinna byc symulacja trojwymiarowa).
Nastepnie napisac rownania transportu masy i temperatury z komorki
do komorki - tu rzeczywiscie najwieksze znaczenie ma grawitacja,
a dokladniej konwekcja (no chyba, ze to ma dziac sie w stanie
niewazkosci, gdzie rzeczywiscie brak tlenu bylby problemem,
ale nie zawsze - przy nierownym spalaniu mozna sobie
wyobrazic powstanie ruchu powietrza podtrzymujacego spalanie;
sa zwiazki, ktore pala sie bez tlenu np. pod woda).

W koncu zadac warunki poczatkowe i... uruchomic.

Wyglad plomienia (danej komorki) zalezy wylacznie od jej temperatury
(i ewentualnie skladu - niektore zwiazki swieca dyskretnym swiatlem
np. sod na zolto - wtedy od temperatury zalezy tylko intensywnosc
swiecenia, a nie kolor - ale nie komplikujmy czegos, co i bez tego
jest skomplikowane).

W sumie wydaje sie to dosc proste, ale tylko pozornie. To co jest
skomplikowane to modelowanie zderzenia unoszacego sie goracego
powietrza z zimnym powietrzem z otoczenia. To z tem efektem zwiazany
jest tak charkterystyczny wyglad plomienia. Jest to strasznie
trudne nawet jezeli zaniedbamy to, ze rozpatrywane przeplywy
sa turbulentne. Ktos tu cytowal Fenmana - slusznie - za pelne
rozwiazanie tego problemu jest wyznaczona nagroda wysokosci 1M$.

Posumowaujac - symulacja taka bylaby niewiele bardziej skomplikowana
niz programy modelujace pogode - w sumie proscizna :-)

Aha, jeszcze dwie rzeczy. Tak jak to opisalem to jest to robota
bardziej dla fizyka, niz dla programisty. Wyzwaniem dla programisty
byloby to pozniej napisac tak, zeby wykonywalo sie jak najszybciej.

Jezeli ktos chcialby miec program, ktory dawalby obraz ,,tylko''
wygladajacy jak plomien, a nie symulajacy plomien, to trzeba by
sie do tego zabrac inaczej - symulowac ksztalty takie jak w plomieniu
wystepuja - to byloby wyzwanie dla programisty.

I ostatnia rzecz. Plomien NIE MA NIC WSPOLNEGO Z PLAZMA.
Zasytowana informacja z encyklopedii jest bledna (jak wiele
informacji w encyklopedii). Dokladniej plazma moze wygladac
jak plomien, ale to nie znaczy, ze kazdy plomien to plazma!

Pozdrawiam stalych bywalcow.

Jezeli ktos mialby ochote, to prosze pisac na adres
[email protected]

0

I ostatnia rzecz. Plomien NIE MA NIC WSPOLNEGO Z PLAZMA.

Haha. A jednak miałem rację :P

Serdecznie dziękuję, za wytłumaczenie natury tego zjawiska. Najwyraźniej nie jest w mojej mocy dokonanie czegoś takiego :( Chyba będę musiał skupić się na otrzymaniu obrazu podobnego do obrazu płomienia.

0

Weź pod uwagę dryobates gradient temperatury;
poza tym czy mówimy o warunkach bezwietrznych czy może o innych i jeżeli to o jakich ......Poza tym w normalnych warunkach ogień zawsze pali się od dołu w górę.......a <font color="red">w ogóle</span> jak chcesz to doświadczalnie zmierzyć to należy zbadać temperaturę barwową w kelvinach chyba.....

0

<font color="green">Pamietajmy ze zgodnie z zasada nieoznaczonosci Heisenberga nie jestesmy w stanie poznac dokladnie predkosci lub polozenia danej czastki </span>

Tylko elektronu,... ale chyba aż taka minimalizacja na początek nie będzie potrzebna.. jeśli ktoś ma zamiar się za to brać.

0

Tylko elektronu,...

Nie tylko elektronu. Każdego obiektu. Tylko przy obiektach wielkości szafy kto by się martwił niedokładnością pomiarów...

0

Ktos kto by dysponowal metoda pomiarowa o niedostatecznej dokladnosci dla pomiarow szafy i <ort>nadokladke </ort>taka ktora by wplywala nata zeczona szafe! (wszystko jest wzgledne)

[cya]

1 użytkowników online, w tym zalogowanych: 0, gości: 1