Fluids —— Boundary conditions

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Boundary conditions in fluids

Sources and sinks

Boundary flow 

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        Boundary conditions在流体动力学中是无处不在的，表示环境的影响（the isolated solution model）；意味着会有边界条件，当没有海岸或限制容器时，流体解算必须结束；该限制是“water-water”边界，解算域的海水和周围开放水之间的边界；

        开放边界条件，可使波在没有reflection的情况下下通过区域；开放边界条件，也用于引入信息，如输入水；

Boundary conditions in fluids

        Boundary conditions要求确保内力和解算域边界间平衡；传统FLIP流体中，域的边界必须是box形状的，SOP FLIP流体，容器域可以是任何形状的，甚至可能是动画或变形的形状；对于复杂的形状，关闭FLIP Container SOP节点Implicit Bounds参数；

• 一方面是避免在域限制处出现波反应；
• 也可模拟移动的域，如域与船同步运动，船头与船尾的波浪将在域的边界处消失；
• 从外部源的velocity或pressure信息被用于驱动或提高模拟精度；

在FLIP Solver SOP有边界类型参数 Pressure Driven、Velocity Driven：

• Pressure Driven，适用于波浪在域限制处逃逸的开放水域，更适合移动的域，往往会更加飞溅和湍流，下图左；
• Velocity Driven，少飞溅更稳定；

Sources and sinks

在FLIP Boundary SOP节点，边界扮演很重要的角色：

• 在解算器内，Boundary Behavior子面板的参数确定了粒子的行为（当与域限制处交互时）；当粒子与域的边界交互时，会被删除；在water surface内，新粒子会在域周围重新生成，以保持粒子数量不变；如不想在域边界创建新粒子，关闭Fluid Behavior/Reseeding；
• 解算器边界条件仅与流体相关，与域限制处交互；域本身是通过FLIP Container定义的；在流体对象碰撞内，如向杯中倒水，解算器边界条件不必考虑；
• 在Sources and sinks内，边界相对于粒子创建或移除方式；可在特定的velocity或pressure发射粒子；当sourcing应该被停止时，也可定义pressure阈值；通过对sinks设置负值，创建吸力，其中粒子被删除；

Boundary flow 

        通过解算器的第四个端口注入边界流，如可使用低精度模拟的边界流，传递到第二个解算器以创建高精度版本；也可将其他源连入到解算器（如Ocean Spectrum SOP），模拟引导还要表面；

注，以上例子，解算器Waterline选项应是关闭的，解算器会自动基于FLIP Container SOP的设置创建粒子；默认会是narrow band surface，如没有，确保解算器的Initial Surface的参数开启；