- Projektbeschreibung
Ob im Städtebau oder in der Automobilindustrie – der Luftwiderstand bei Gebäuden, Flugzeugen und Autos oder deren Verhalten bei Luftströmungen müssen schon in der Entwicklung berücksichtigt werden. Virtuelle Windkanäle helfen Kosten zu sparen und Entwicklungen zu beschleunigen. Im Entwurfsprozess wird ein 3D-Modell deshalb bereits einer berechnungsintensiven Simulation unterzogen. Strömungssimulationen zu berechnen, sind oft sehr zeitaufwendig und unterbrechen den Gestaltungsprozess. Der Demonstrator »Tangible Simulation« zeigt, dass dies auch interaktiv möglich ist.
Die Idee des Simulators ist es:
- die Simulation physikalischer Phänomene in Bruchteilen von
- Sekunden mittels neuer Algorithmen zu simulieren und die Simulation während ihrer Berechnung direkt zu betrachten und sie interaktiv zu beeinflussen.
Der Demonstrator funktioniert so:
Im Demonstrator »Tangible Simulation« wird die Windströmung bezüglich mehrerer, realer Objekte in Form von Geschwindigkeits- und Druckfeldern berechnet und visualisiert. Bewegt der Benutzer die realen Objekte, werden deren Positionen und Geschwindigkeiten durch eine Kamera erfasst und direkt als Randbedingungen in die Simulation eingebracht. Die Erfassung der realen Objekte, die Simulation und Visualisierung werden somit eng miteinander gekoppelt und ermöglichen interaktive Optimierungen. Der Benutzer kann dann damit die Auswirkungen von Positionsänderungen der Objekte auf das Strömungsfeld interaktiv untersuchen.
Mögliche Anwendungsgebiete sind:
Am Fraunhofer IGD arbeiten wir seit mehreren Jahren daran Strömungssimulationen interaktiv zu gestalten, d.h. die Berechnung einzelner Zeitschritte in Bruchteilen von Sekunden durchzuführen. Die Berechnung ist hierbei physikalisch ungenauer als langwierigere Verfahren. Sie ermöglicht aber interaktive Optimierungen, die insbesondere in frühen Designprozessen zu besseren Ergebnissen führen und damit die Entwicklung beschleunigen kann.
Über die Gruppe »Interaktive Simulation«
Das Hauptaugenmerk der Gruppe »Interaktive Simulation« gilt der Steigerung der Interaktivität von Simulationen. Wir verwenden aktuelle Methoden des GPU-Computing und integrieren Modellierung, Simulation und Visualisierung. Damit verkürzen wir den Entwurfsprozess und ermöglichen Benutzern, die Simulation direkt zu beeinflussen. Diese Expertise stellen wir als CUDAKompetenzzentrum zur Verfügung.