Me gustaría crear una animación muy aproximada de una ola rompiendo en una playa. Supongo que tendría que ser un simulador de partículas, donde codificas las fuerzas entre las partículas y luego las integras en el tiempo. He hecho cosas similares, como simulaciones de partículas cargadas, pero allí las fuerzas son bastante sencillas, mientras que aquí supongo que tendría que tener en cuenta 1) las mareas 2) la gravedad 3) la tensión superficial del agua. Estas parecen fuerzas muy diferentes que actúan en diferentes escalas. Ni siquiera sé por dónde empezar. ¿Alguna sugerencia o enlace a documentos relacionados con este tema?
Este es, sin duda, uno de los mayores desafíos para las simulaciones realistas: las olas rompiendo, el cabello moviéndose bajo el viento y cualquier otro movimiento que implique turbulencia será difícil de resolver.
Aunque es cierto que uno puede resolver las ecuaciones de movimiento para cada partícula individual en una forma de "dinámica molecular", eso es inviable para un sistema que va más allá de unos pocos millones de partículas. En su lugar, lo que se puede hacer es resolver las ecuaciones de movimiento del fluido granulando todo el líquido como un material homogéneo (resolviendo las ecuaciones de Navier-Stokes) pero, de nuevo, si la simulación involucra turbulencia, las ecuaciones consumen mucho tiempo.
La gran pregunta es qué tan precisos necesitas que sean tus resultados: si la idea es que se vea bonito y algo real, hay un par de modelos, principalmente para procesadores gráficos (gpu), que se pueden usar para simular ondas. Hay una descripción general muy buena (y reciente) sobre el tema en Science llamada " Computation Physics in Film ". Creo que responderá a la mayoría de sus preguntas restantes.
dmckee --- gatito ex-moderador