The Eulerian framework is widely used to simulate large scale fluid with surface and motion detail. Grid-based simulation is the most common scheme, but it requires a large computational cost and memory usage. To reduce memory usage, our method allocates fluid and nearby cells only. The allocated region is dynamically evolved during simulation. Speed up is another main focus of the paper. Each simulation step is bounded by the magnitude of the maximum velocity. A high velocity requires a large number of small time steps. Instead of relying on implicit scheme, which inevitably sacrifices simulation quality, propose a new method to keep time step large by reducing maximum velocity via moving frames. The moving frame approach allows the reduction in maximum velocity. Our method reduces memory usage by dynamic allocation of cells on grid, and provides speed-up strategy for numerical simulation by applying galilean invariance. We show the validity of our method with a set of liquid simulation.
그리드 기반의 유체 시뮬레이션 기법은 영화나 3D 애니메이션에서 세세한 움직임이나 자세한 표면을 가지는 큰 규모의 유체를 표현할 때 많이 이용된다. 하지만 그리드 기반의 시뮬레이션은 많은 메모리와 계산시간을 요구한다. 이 연구에서는 그리드 기반의 유체 시뮬레이션에서 메모리와 계산시간을 줄일 수 있는 방법을 각각 제안한다. 메모리 사용량을 줄이기 위해 이 연구에서는 유체와 유체 주변에 해당하는 시뮬레이션 공간에만 셀을 할당한다. 공간의 유체 분포가 시뮬레이션이 진행됨에 따라 변하므로 이를 해시테이블을 이용하여 동적으로 할당할 수 있도록 한다. 그리고 유체 주변에 약간의 셀만을 할당 하는 것으로 기존의 속도 확장의 기능을 충분히 수행해 낼 수 있다. 셀을 동적으로 할당 하는 것 이외에 이 논문에서 제안하는 바는 시뮬레이션의 속도를 높이기 위해 유체의 최고 속도를 조절 하는 것이다. 매 시뮬레이션 단계의 시간 간격은 그 순간의 유체의 최고 속도에 의해 제한되기 때문에 이를 조절함으로써 더 큰 시간간격을 가지고 시뮬레이션 할 수 있는 방법을 제안한다. 이 연구에서 이는 시뮬레이션이 수행되는 좌표계를 바꿈으로써 이뤄진다. 좌표계가 움직일 속도를 산출하고 그에 따라 좌표계를 움직여서 그 좌표계에서 관찰되는 최고 속도가 고정된 좌표계보다 작게 하는 것이 이 연구의 또다른 목적이다.
