Simulating large-scale free-surface water by coupling a localized 3D fluid solver to a cheaper 2D surface model has long faced a mismatch in wave dynamics: efficient 2D wave models used in graphics are typically either linear or non-dispersive. These models are fast, simple, and accurate for calm, small-amplitude seas, but coupling them with strongly nonlinear 3D solvers produces visible reflections and artifacts at the 2D--3D interface. We address this problem by introducing a nonlinear and dispersive 2D wave model based on the canonical Zakharov formulation. Its Hamiltonian structure, in which the surface elevation and surface potential form a canonical pair ($η$, $ψ$) governed by the wave energy, enables a canonically consistent two-way coupling scheme, allowing information to pass smoothly across the 2D--3D interface. Our 2D solver reduces mean wave-height error by 1.7--5$\times$ over SWE, BEM, and Airy baselines while running more than $10^3\times$ faster than BEM; it achieves greater nonlinear accuracy and coupling fidelity than SWE and Airy, with minor losses in speed and stability. Coupling it with a 3D Navier--Stokes solver yields a full system that suppresses visible seam artifacts across a range of experiments, including dispersion-matching and Kelvin-wake tests, and runs over 4$\times$ faster than a pure GPU NB-FLIP simulation on the same domain.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

3D是英文“Three Dimensions”的简称,中文是指三维、三个维度、三个坐标,即有长、有宽、有高,换句话说,就是立体的,是相对于只有长和宽的平面(2D)而言。
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
11+阅读 · 6月25日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Normalizing Flows入门(上)
AINLP
10+阅读 · 2020年8月1日
WWW 2020 开源论文 | 异构图Transformer
PaperWeekly
13+阅读 · 2020年4月3日
【泡泡点云时空】FlowNet3D:学习三维点云中的场景流
泡泡机器人SLAM
41+阅读 · 2019年5月19日
目前最好的开源人脸3D重建与密集对齐算法
计算机视觉life
17+阅读 · 2019年4月24日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
用 LDA 和 LSA 两种方法来降维和做 Topic 建模
AI研习社
13+阅读 · 2018年8月24日
详述DeepMind wavenet原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
12+阅读 · 2017年6月26日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
10+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
10+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
14+阅读 · 10月13日
相关资讯
Normalizing Flows入门(上)
AINLP
10+阅读 · 2020年8月1日
WWW 2020 开源论文 | 异构图Transformer
PaperWeekly
13+阅读 · 2020年4月3日
【泡泡点云时空】FlowNet3D:学习三维点云中的场景流
泡泡机器人SLAM
41+阅读 · 2019年5月19日
目前最好的开源人脸3D重建与密集对齐算法
计算机视觉life
17+阅读 · 2019年4月24日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
用 LDA 和 LSA 两种方法来降维和做 Topic 建模
AI研习社
13+阅读 · 2018年8月24日
详述DeepMind wavenet原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
12+阅读 · 2017年6月26日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员