如何使用 PhysX 数据计算韦伯数？

Question

我正在开发一个使用 PhysX 作为底层物理解算器（使用它的 SPH 模拟）的非真实水渲染演示，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组（水、泡沫和液滴），并以不同的方式渲染每个组，但阅读一些研究论文我得出的结论是，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

密度和相对速度由 PhysX 提供，我已经得到了。虽然密度是一个浮点值，但速度是一个包含 3 个浮点值的向量，一个用于 3D 空间的每个轴（x、y 和 z）。没有提供特征长度和表面张力，很难（或者如果提供了我不知道如何获得它们）。

所以，我的问题是：

• 我相信韦伯数必须是一个浮点值，因此我可以将其用作将粒子分成组的阈值。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 个浮点值的向量。如何获取该向量的单个浮点值，以便在给出韦伯数的方程式中使用它？
• 阅读了一些研究论文（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，假设这些值有理想值，我怎样才能得到这些理想值？

Answer 1

在对您的应用了解不多的情况下，通常会使用 Weber 等无量纲数字将系统分类为低价值或高价值制度。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，这通常会简化所涉及的公式等事情。

由于您似乎只使用韦伯的数字进行分类，我认为这也与您有关。

因此，要从物理背景回答您的问题，特别是考虑到您在这里的目标不是现实主义，使用近似值对情况进行分类以简化计算似乎很好地利用了韦伯（可能还有其他）等无量纲数)。

• 对于速度，您可以使用矢量的绝对值。
• 对于特征长度，您可能应该使用液滴/泡沫大小，因为这似乎是模型中唯一的长度度量。

特别是，我不会太担心“理想价值”。近似值对大/小值有效（取决于所需的精度/真实性，例如 >~10 和