---

hvis jeg vil lave en simulation af luft som det opfører sig hvis en genstand
flyver igennem luftmængden, hvad skal så til?
Hvis vi antager at jeg repræsenterer små luftmasser som makroskopiske
luftmolekyler der farer rundt som ganske små bolde og kun støder ind i
genstand og ikke hinanden, er det så delvist realistisk? Deres hatighed er
tilfældig, men funktion af temperaturen. Deres retning er oprindeligt
tilfældig men senere følge af sammenstød med genstande.
Det vil give en situation hvor et objekt der bevæger sig vil støde ind i
flere "molekyler" på forsiden end på sin bagside, og vi har luftmodstand,
men hvad skal til for at opnå luftens klistreeffekt nær en genstands
overflade? Friktion mod overfladen virker ikke tilstrækkeligt?

Kan man overhovedet opnå nogen grad af realisme med denne
makro-molekyle-model?

---

Jakob Nielsen wrote:
> Hvis vi antager at jeg repræsenterer små luftmasser som makroskopiske
> luftmolekyler der farer rundt som ganske små bolde og kun støder ind i
> genstand og ikke hinanden, er det så delvist realistisk?

Hvor realistisk ønsker du at det skal være. Ovenstående lyder som
en tilnærmelse der fungerer hvis dit objekt bevæger sig med en lav
hastighed ifht. gennemsnits hastigheden for dine luft partikler,
og kun i en retning.


> flere "molekyler" på forsiden end på sin bagside, og vi har luftmodstand,
> men hvad skal til for at opnå luftens klistreeffekt nær en genstands
> overflade?

Du skal have sammenstød mellem luft partiklerne, fordi det er på
den måde at trykvariationer udbreder sig i luften.

--
Mvh. Carsten Svaneborg
http://www.softwarepatenter.dk

---

> Hvor realistisk ønsker du at det skal være. Ovenstående lyder som
> en tilnærmelse der fungerer hvis dit objekt bevæger sig med en lav
> hastighed ifht. gennemsnits hastigheden for dine luft partikler,
> og kun i en retning.


Jeg overvejede om modellen kunne vise turbulens bag objektet, når luften
flyder ind for at udfylde "tomrummet" bag objektet. Det lræver vel bare at
luften på en måde skal klæbe lidt til objektet idet det paserer forbi?

> Du skal have sammenstød mellem luft partiklerne, fordi det er på
> den måde at trykvariationer udbreder sig i luften.

Ja, naturligvis. Det havde jeg overset. Det gør det desværre voldsomt meget
mere beregningskrævende.
Vil du mene at metoden er helt uanvendelig for alt andet end meget langsom
simulation? Det ville ellers gøre tingene mere intuitive end løsningen af
ligningerne for strømning og tryk i gas/vædske, og det kan vise en
tilnærmelse til de faktiske molekyler.

---

"Jakob Nielsen" <a@b.c> writes:

> Ja, naturligvis. Det havde jeg overset. Det gør det desværre
> voldsomt meget mere beregningskrævende. Vil du mene at metoden er
> helt uanvendelig for alt andet end meget langsom simulation? Det
> ville ellers gøre tingene mere intuitive end løsningen af
> ligningerne for strømning og tryk i gas/vædske, og det kan vise en
> tilnærmelse til de faktiske molekyler.

Jeg har hørt om folk der bruger din metode til at simulere væsker med
turbulens, men jeg ved ikke hvor anvendelig den er i forhold til andre
metoder, og jeg ved slet ikke om den er velegnet til gasser.

Til gengæld tror jeg at man skal passe lidt på med at sige at metoden
giver en tilnærmelse til de rigtige molekyler. I et mol væske er der
omkring 10^24 molekyler, men så mange molekyler kan man ikke simulere
på en computer. (Kan man ikke simulere omkring 100.000 partikler nu om
dage?) Med andre ord skal en partikel i din simulering svare til
omtrendt 10^20 molekyler.

---

> Jeg har hørt om folk der bruger din metode til at simulere væsker med
> turbulens, men jeg ved ikke hvor anvendelig den er i forhold til andre
> metoder, og jeg ved slet ikke om den er velegnet til gasser.

Hvad er forskellen på gasser og væsker i denne sammenhæng? De har vel de
samme egenskaber... bortset fra at væske er "tykkere" og generelt ikke vil
trykkes meget sammen?

> Til gengæld tror jeg at man skal passe lidt på med at sige at metoden
> giver en tilnærmelse til de rigtige molekyler. I et mol væske er der
> omkring 10^24 molekyler, men så mange molekyler kan man ikke simulere
> på en computer. (Kan man ikke simulere omkring 100.000 partikler nu om
> dage?) Med andre ord skal en partikel i din simulering svare til
> omtrendt 10^20 molekyler.

Med tilnærmelse mente jeg at vi havde nogle objekter der skabte de synlige
effekter ved at fare rundt og støde ind i hinanden, og ikke bare effekter
som opstod og fra ligninger.
Nu kan man jo heller ikke sige at der er en grænse (andet end
hukommelsesvis) for antallet af partikler, som kan simuleres. Det kan bare
blive et problem at gøre det realtime. Grænsen afhænger mest af hvor
kompliceret simuleringen af den enkelte partikkel er. Nogen er begyndt at
"snyde" med af bruge en moderne GPU til partikelsystemer, hvlket kan øge
hastigheden en hel del i mange systemer.

---

Niels L. Ellegaard wrote:
> Jeg har hørt om folk der bruger din metode til at simulere væsker med
> turbulens, men jeg ved ikke hvor anvendelig den er i forhold til andre
> metoder, og jeg ved slet ikke om den er velegnet til gasser.

Det er et spørgsmål om fluktuationer i impulsen der overføres fra
gas til objekt per tidsenhed. Jo færre luft partikler der er, jo
størrer fluktuationer, mens i virkelig luft kan man negligerer
dette fordi antallet af sammenstød er så stort.

> (Kan man ikke simulere omkring 100.000 partikler nu om dage?)

Det kommer vel an på hardware og software. Med en 32 CPU cluster af
bleeding edge intel chips kan man kører MD runs af 250k partikler.
(LJ+FENE vekselvirkninger)

--
Mvh. Carsten Svaneborg
http://www.softwarepatenter.dk

---

"Jakob Nielsen" <a@b.c> skrev i en meddelelse news:41b4a393$0$182$edfadb0f@dtext01.news.tele.dk...
> hvis jeg vil lave en simulation af luft som det opfører sig hvis en genstand
> flyver igennem luftmængden, hvad skal så til?

En del mere end godt er, hvis ikke du er ingeniør. Jeg tror ikke at du kan slippe uden om
sammensatte differentialligninger.

> Hvis vi antager at jeg repræsenterer små luftmasser som makroskopiske
> luftmolekyler der farer rundt som ganske små bolde og kun støder ind i
> genstand og ikke hinanden, er det så delvist realistisk? Deres hatighed er
> tilfældig, men funktion af temperaturen.

Ligninger for kompressibel flow kan tage hensyn til temperatur og energistrømninger i mediet, men
uden det har du ellers nok at holde rede på allerede. Du kommer vel til at reducere variablerne,
hvis du vil gøre problemerne overskuelige. Jeg tænker, at overvejelser om turbulens eller
eddie-currents måske er vigtigere.

> Deres retning er oprindeligt
> tilfældig men senere følge af sammenstød med genstande.
> Det vil give en situation hvor et objekt der bevæger sig vil støde ind i
> flere "molekyler" på forsiden end på sin bagside, og vi har luftmodstand,
> men hvad skal til for at opnå luftens klistreeffekt nær en genstands
> overflade? Friktion mod overfladen virker ikke tilstrækkeligt?

Prøv at goggle på 'boundary layer' eller 'boundary layer conditions', og 'Navier-Stokes equation'

> Kan man overhovedet opnå nogen grad af realisme med denne
> makro-molekyle-model?

Sikkert, men antallet af involverede molekyler udelukker jo en realistisk opsætning.

Carsten