流体力学解迷宫

诶,我手机呢?我手机放哪了?我手机是不是落餐厅了?会议室?厕所?

最近脑子有点不好使,可能需要练一练……解解迷宫吧

怕脑子吃不消,从简单的开始,不错,轻松拿下。

流体力学解迷宫的图1

加大难度,脑细胞已烧干,看来脑子确实不够用了。

流体力学解迷宫的图2

这时,想到之前看过的一个视频,用灌水的方式解迷宫,水从入口到出口可顺利流出的路,就是迷宫的出路。看结果好像确实可以。

流体力学解迷宫的图3

赶紧试一下。买了些泡棉双面胶和一块亚克力板。水流动的阻力太大了!根本留不下去!

流体力学解迷宫的图4

换一种流体呢?比如烟。在这里!果然找到了出路,太不容易了,但如果每解一个迷宫,都做这么大一个工程,会累吐血。既然实验繁琐,仿真呀,实验的平替,怎么能忘了自己的老本行!实验不行,根本找不到出路!

咦,可以仿真呀,可以理想解决实验中这些不完美的问题,怎么能忘了自己的老本行!

先用CAD软件的图像识别功能,生成迷宫的三维模型。然后离散化生成网格,导入AICFD软件,设置让空气以一定速度流进去,开启非稳态求解计算。

流体力学解迷宫的图5

看空气能不能自己找到出口,带我们解开迷宫。下面就是见证奇迹的时刻。太神奇了!

流体力学解迷宫的图6

有点被震撼到了!那如果更复杂的迷宫,它能不能解呢?

同样的建模仿真流程,5分钟轻松拿下!更复杂的,10分钟轻松拿下!

流体力学解迷宫的图7 流体力学解迷宫的图8

我自己都忍不住给它点赞,太牛了!

后来进一步搜索,计算机行业也有一些解迷宫的程序、算法,比如深度优先算法,广度优先算法,或者开始的那个视频其实是洪水填充算法,同性交友网站GitHub上有类似代码,计算机行业的有兴趣可以试试。

流体力学解迷宫的图9

再看流体力学解迷宫,虽然也是算法,解N-S方程的有限体积法,是遵循物理规律的,即流体总会往阻力最小的方向流动。至于计算机编程和流体仿真哪个方法解迷宫更合适,咱们不同学科,将来有机会可以切磋一下?

最后简单拓展一下。刚才我们说的迷宫,都只有一条出路,对于有两条甚至多条出路的呢?比如这一个。用AICFD计算之后,它果然能给出来两条路线,而且阻力较小的一条,空气流量还更大。

流体力学解迷宫的图10

大家看这个迷宫,找到一条出路后,把它堵死,再次仿真,发现它还有第二条出路,那么计算机仍然在最开始时找到最短或者说整体阻力最小的出路。你有没有联想到什么,城市道路规划,公路网、铁路网,当有多条路径,多种方案选择时,可以理解为多点之间的最优路线问题,或许可以用流体仿真去寻找最优路径建设方案。

本期就到这里啦,如果你最近脑子也不好使,也可以尝试解解迷宫,用一下我说的这些方法,或者大家有什么更简洁快速的方法,欢迎留言。那我们下期见啦!拜拜~

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