Effiziente partikelbasierte Simulation von Flüssigkeiten mit interagierenden deformierbaren und starren Objekten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Matthias Teschner
• Fachliche Zuordnung: Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 146885396

• Erstellungsjahr: 2017

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Alle Projektziele wurden erreicht und die jeweiligen Lösungen tragen sicher zum wissenschaftlichen Fortschritt bei. Besonders deutlich wird das aus meiner Sicht beim IISPH-Drucklöser und beim entwickelten Konzept zur Randbehandlung. Beides wird sowohl in aktuellen Forschungsprojekten als auch in Industrielösungen verwendet. Im Vergleich zu bisherigen Drucklösern wurde nicht nur die Effizienz, sondern auch die Stabilität und die Flexibilität in Bezug auf verschiedenartige Randbedingungen verbessert. Die größte positive Überraschung bezüglich der Projektergebnisse war sicher der Stellenwert des vorgestellten IISPH-Drucklösers und der Randbehandlung. Während unsere Arbeit am Löser ursprünglich durch Anwendungen im Animationsbereich motiviert war, hat uns nach der Veröffentlichung das Interesse von Industriepartnern aus dem Wasserbau und der Automobilindustrie durchaus überrascht. Durch eine Reihe gemeinsam durchgeführter Evaluationsprojekte hat sich gezeigt, dass IISPH für Simulationszenarien in technischen Bereichen geeignet ist, für die bisher keine praktischen Lösungen existierten. Im Automobilbereich sind das beispielsweise Wasserdurchfahrten und Beregnungen, in denen hochaufgelöste, komplex geformte, bewegliche Geometrien berücksichtigt werden müssen. Solche Szenarien wurden nach Aussagen unserer Partner mit alternativen Simulationsansätzen bisher nicht simuliert. Aufgrund der durchgeführten Evaluationen und der identifizierten Anwendungsszenarien möglicher Kunden wurde schließlich die Förderung im Rahmen eines EXIST-Forschungstransfers bewilligt. Die dort durchgeführten Entwicklungen führten schließlich zur Gründung von FIFTY2, was für mich ebenfalls überraschend war.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• (2018) Pressure Boundaries for Implicit Incompressible SPH. ACM Trans. Graph. (ACM Transactions on Graphics) 37 (2) 1–11
  Band, Stefan; Gissler, Christoph; Ihmsen, Markus; Cornelis, Jens; Peer, Andreas; Teschner, Matthias
  
• Parallel surface reconstruction for particle-based fluids. Computer Graphics Forum, 31(6):1797– 1809, 2012
  G. Akinci, M. Ihmsen, N. Akinci, and M. Teschner
  
• IISPH-FLIP for incompressible fluids. Computer Graphics Forum (Proc. Eurographics 2014), 33(2):255–262, 2014
  J. Cornelis, M. Ihmsen, A. Peer, and M. Teschner
  
• Implicit incompressible SPH. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 20(3):426–435, 2014
  M. Ihmsen, J. Cornelis, B. Solenthaler, C. Horvath, and M. Teschner