Naissance des étoiles et mécanique des fluides 5


Les méandres de la science et l’interconnexion des domaines me laissent souvent pantois. Hier soir par exemple, je m’intéressais à la simulation (qualitative) d’écoulement des fluides, désormais possible en temps réel grâce à la puissance des cartes graphiques modernes.

La méthode utilisée ne se base pas sur l’intégration des terribles équations de Navier Stokes ;  la « Smoothed particle hydrodynamics » (SPH) divise le fluide en sphères qui se déplacent et se modifient en fonction de leurs voisines les plus proches. Et ceci a visiblement donné une idée à Matthew Bate, chercheur en astrophysique à l’Université d’Exeter : la SPH ressemble drôlement à la résolution du problème à N corps, très utilisée pour simuler la trajectoire de nombreux corps célestes…

Mais en plus de simuler un amas d’étoiles qui se tournent autour, la SPH permet de représenter le gaz qu’elles dispersent dans l’espace en se frôlant, et qui en se re-condensant forme de nouvelles étoiles au sein de magnifiques nébuleuses:

Matthew Bate a même simulé la formation d’un amas d’étoiles à partir d’un nuage de gaz initial presque homogène:

Une telle simulation a tout de même nécessité plus de 1000h de calcul à 64 CPUs, donc ce n’est pas encore tout à fait du temps réel, mais ça viendra...

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  • http://www.geeks3d.com JeGX

    Le SPH sera disponible dans Demoniak3D très pour s’amuser avec les fluides et PhysX.

  • crapouille

    Bonjour, je ne suis ni physicienne, ni informaticienne, d’ailleurs que suis-je ??!! Mais je m’intéresse à la partie flluids de physx. Ma question sera donc certainement d’un degré de naïveté que vous pardonnerez d’avance j’espère : Quand on parle de « méthode approximative « , qu’est ce que ça signifie en terme d’approche de la réalité ? Par exemple dans la vidéo qui montre de l’eau qui coule dans une architecture, est ce que physx s’approche de ce qui se passerait en réel, ou est-ce juste une approximation? Je vois que la méthode SPH est utilisé pour beaucoup de recherches scientifiques. Je pense donc avoir la réponse à ma question ….Par exemple si je m’amuse à modéliser les flux d’airs dans ma maison avec Physx, en indiquant toutes les caractéristiques des matériels (isolation, ventilation, etc.. est ce que j’arriverai à un niveau de réalité comme le fait un logiciel comme Flovent ? excusez moi pour cette question qui n’est pas de votre niveau, mais bon, au moins je m’intéresse !!!!

    merci

  • http://goulu.net Dr. Goulu

    @crapouille : mais que voilà une excellente question, bravo de t’intéresser!

    Les programmes de CFD « scientifique » genre FloVent, Fluent, FloWorks etc visent à obtenir une solution physiquement précise, et ils prennent leur temps pour le faire. Ca leur prend souvent plusieures heures de simuler un phénomène qui ne dure que quelques minutes. Ils fonctionnent en divisant l’espace rempli par le fluides en « volumes finis », des petits cubes dont on calcule la pression et la température par rapport à leur voisins, et ainsi les flux, vitesses etc.

    La SPH vise à obtenir un résultat visuellement réaliste très rapidement, et même en temps réel pour certaines applications comme les jeux video. En principe c’est au détriment de la précision du calcul, mais des travaux comme ceux présentés dans cet article montrent que cet inconvénient peut être réduit dans certains cas. Par exemple, dans un espace « vide » où la gravité tend à rassembler des particules distantes, il semble intuitivement raisonnable de considérer des « bulles » de gaz plus ou moins chauds et denses plutôt que des cubes essentiellement vides.

    Par contre pour ta maison qui contient probablement des planchers horizontaux et des murs verticaux, le tout rempli d’air à des pressions et températures relativement égales, le découpage en petits cubes est plus judicieux et permet de traiter les échanges thermiques entre fluides et solides bien mieux qu’avec des bulles. (oui, je sais, c’est plus cher… il existe des logiciels de CFD Open Source gratuits, mais ils ne sont pas d’un emploi très zézé …)

    J’ai un autre blog qui cause plus particulièrement de ces sujets. v^Voir par exemple http://3dmon.wordpress.com/2007/08/22/progres-en-mecanique-des-fluides/

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