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REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA |
La realización del presente proyecto de investigación propone el estudio de temas relacionados con aplicaciones de las ciencias de la computación, tales como la computación gráfica, computación científica y simulación de procesos físicos. Además, para contar con puntos de vista objetivos alrededor de los temas teóricos tratados, es necesario contar con un soporte disciplinar importante que permita abordar temas de gran importancia al momento de lograr resultados prácticos interesantes. Tales temas se refieren al soporte teórico requerido en geometría y dinámica de fluidos principalmente, teniendo en cuenta además, propuestas teóricas relacionadas con métodos computacionales y algoritmos requeridos.
Los métodos, estrategias, algoritmos y fuentes teóricas a los que se hace referencia en esta breve revisión, pueden verse en tres grupos: Por una parte, se cuenta con documentos teóricos que presentan conceptos importantes relacionados con las matemáticas involucradas en la simulación de fluidos, así como métodos para abordar este tipo de problemas de computación; en segundo lugar se cuenta con referencias a documentos y trabajos preliminares enfocados a la solución de problemas generales, relacionados con la simulación de fenómenos naturales y compuestos físicos en interacción bajo condiciones especiales; finalmente, se hace referencia a documentos que presentan aplicaciones concretas en campos de gran aplicación como el desarrollo de video juegos y la simulación de fluidos en casos particulares.
Las aplicaciones de dinámica de fluidos, y en general las aplicaciones prácticas de conceptos físicos, dependen en gran medida de la capacidad de realizar cálculos complejos de una forma coherente y bajo parámetros de eficiencia y precisión. Al respecto, la propuesta de (DESBRUN, 2005) presenta una propuesta de gran relevancia con aplicaciones de cálculo en variedades basadas en geometrías digitales.
En (Bridson, 2006) se presenta información base para el trabajo relacionado con simulación de fluidos computacional, que soporta algunos de los requisitos previos a la implementación de algoritmos de simulación. Se definen conceptos de incompresibilidad, viscosidad, condiciones de frontera, y se presenta un esquema ordenado para abordar y solucionar el problema de la simulación de fluidos.
Las aplicaciones de la dinámica de fluidos computacional se refieren en general a la interacción de compuestos físicos, con el fin de simular el comportamiento de fenómenos naturales. Al respecto, (Fedkiw R. , 2003) presenta generalidades de los problemas de simulación de fenómenos tales como humo, agua y fuego. El desarrollo teórico y práctico de estas cuestiones puede verse en aproximaciones como (Enright, 2002), donde se proponen técnicas de simulación y representación realista de agua y (Foster, 2001) donde se presentan estrategias de simulación de interacción de objetos con fluidos líquidos; en (Fedkiw R. S., 2001) se presentan técnicas eficientes para la simulación de fenómenos relacionados con humo y su interacción con fuerzas externas representadas por objetos sólidos.
Los algoritmos utilizados para la simulación de fluidos requieren de gran poder de cómputo y del uso adecuado de técnicas de simulación y de estructuras de datos; al respecto, en (Stam, Real-Time Fluid Dynamics for Games, 2003) se presenta una propuesta coherente que hace referencia directa a métodos de implementación eficientes para lograr resultados visualmente atractivos y numéricamente precisos. Se presenta además la simulación de fluidos en interacción con entornos definidos por objetos de geometrías particulares (Stam, Flows on Surfaces of Arbitrary Topology, 2003).
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