In this thesis, we presents a hybrid approach to multiple fluid simulation that can handle miscible and immiscible fluids, simultaneously. We combine distance functions and volume fractions to capture not only the discontinuous interface between immiscible fluids but also the smooth transition between miscible fluids. Our approach consists of four steps: velocity field computation, volume fraction advection, miscible fluid diffusion, and visualization. By providing a combining scheme between volume fractions and level set functions, we are able to take advantages of both representation schemes of fluids. From the system point of view, our work is the first approach to Eulerian grid-based multiple fluid simulation including both miscible and immiscible fluids. From the technical point of view, our approach addresses the issues arising from variable density and viscosity together with material diffusion. We show that the effectiveness of our approach to handle multiple miscible and immiscible fluids through experiments.
본 박사학위논문에서, 우리는 혼합 유체와 비혼합 유체 모두를 동시에 처리하는 다종 유체 시뮬레이션에 대한 하이브리드적인 방법론을 제시한다. 이를 위해, 거리함수와 부피비를 결합하여 비혼합 유체간의 불연속적인 경계면과 혼합 유체간의 연속적이고 부드러운 변화를 모두 올바르게 포착할 수 있도록 한다. 본 연구는 유속장 계산 단계, 부피비 이류 단계, 혼합 유체 확산 단계, 가시화 단계의 총 4단계로 이루어져 있다. 부피비와 레벨셋 함수의 효과적인 결합 방법의 제안을 통해, 유체 표현의 두가지 방법론의 장점을 모두 사용할 수 있다. 시스템의 관점에서, 본 연구는 혼합 유체와 비혼합 유체를 모두 다루는 최초의 오일러리안 격자기반 다종 유체 시뮬레이션 기법을 제시했다. 기술적인 관점에서, 본 연구는 다종 유체 시뮬레이션에서 발생하는 밀도와 점성의 변화와 물질 확산 문제를 해결했다. 다양한 다종의 혼합 비혼합 유체의 실제 시뮬레이션을 수행하여 본 연구 방법의 효율성을 검증했다.
