c++ - 如何使用 PhysX 数据计算韦伯数？

Question

我正在使用 PhysX 作为基础物理求解器(使用它的 SPH 模拟)开发一个非真实感水渲染演示，并希望添加泡沫和水滴渲染以增强其视觉效果。

首先，我使用相邻粒子的数量作为阈值将它们分成几组(水、泡沫和水滴)，并以不同的方式渲染每组，但阅读一些研究论文后我得出结论，使用更多基于物理的方法会更好，因此输入韦伯数。

以下参数用于获取韦伯数，都与某个粒子或整个流体有关:

• 密度
• 相对速度(相对于周围空气)
• 特征长度
• 表面张力

密度和相对速度是PhysX提供的，我已经拿到了。虽然密度是一个浮点值，但速度是一个包含 3 个浮点值的 vector ，每个值对应 3D 空间的每个轴(x、y 和 z)。没有提供特征长度和表面张力，很硬(或者如果提供了我不知道如何得到它们)。

所以，我的问题是:

• 我认为韦伯数必须是一个浮点值，所以我可以将它用作将粒子分成几组的阈值。这里的第一个问题是，要获得它，我需要使用 PhysX 提供的相对速度，它是一个具有 3 个浮点值的 vector 。我怎样才能得到这个 vector 的单个浮点值，以便在给出韦伯数的方程中使用它？
• 阅读一些研究论文(特别是 this one，在第 3.2.1 节中)我决定对粒子特征长度和表面张力使用固定值。问题是，我应该使用哪些值，假设这些值存在理想值，我怎样才能达到这些理想值？

Answer 1

在不太了解您的应用程序的情况下，通常使用无量纲数字(如 Weber 的数字)将系统分类为低值(value)或高值(value)体系。对于这些应用程序，确切的值并不重要。关键是，高值表明情况与低值情况有质的不同。当然，当数字介于两者之间时，这就会成为问题，即。围绕团结。对系统进行分类的好处是它允许您进行近似，通常可以简化所涉及的公式等事情。

由于您似乎仅将韦伯数用于分类，因此我认为这也与您相关。

因此，从物理背景回答你的问题，特别是考虑到你在这里不是为了现实主义，使用近似值对情况进行分类以简化计算似乎很好地使用了无量纲数，如韦伯(可能还有其他人) ).

• 对于速度，您可以使用 vector 的绝对值。
• 对于特征长度，您可能应该使用液滴/泡沫气泡的大小，因为这似乎是您模型中唯一的长度度量。

特别是，我不太担心“理想值”。近似值适用于大值/小值(取决于所需的准确性/真实性，例如 >~10 和 <~0.1)，因此 2 的因子不会对分类产生影响。如果是这样，则该近似值无论如何都无效。