混合された流動性食品の映像表現のための非線形混合則のモデリングと連続体シミュレーション

摘要

様々な流動体を混合し，流動性が変化する挙動を再現できる連続体力学に基づく物理シミュレーションを行いたい．本研究では，主にソースなどの流動性食品の混合体を考える．流動性食品は多数が非ニュートン(特にずり流動化)流体であり，実効粘性が剪断速度に応じて変化する．こうした混合体の流動性の表現法が本研究の中心的な問題である．特に，混合物の組み合わせごとにモデルを作成するのではなく，単体の物性とそれらの混合比のみで混合物の物性を記述することが本研究の動機である．これにより，組み合わせ爆発に悩まされることなく，物性の専門知識のないアニメーターでも混合物の特性を近似的に扱えるようにしたいというのが本研究の狙いである．図1 に示すように，非ニュートン流体を含む混合体は特徴的な力学的挙動を示し，本研究では非線形な混合モデルを提案することで，実物の特徴的な力学的挙動を定性的に捉えることに成功した．実物の挙動との比較により，提案法の有効性を示す．