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Modélisation et visualisation avancée des flammes et du feu

De 2002 à 2005, nos travaux ont permis de développer une méthode rapide pour la simulation et la visualisation du feu en reproduisant l'effet d'un gaz brûlant sur des objets et sur son milieu environnant. Cette approche est basée sur des méthodes de mécanique des fluides, sur des techniques d'animation en infographie et sur un ensemble de caractéristiques observées dans des phénomènes de turbulence et de combustion. La méthodologie utilisée pour cette simulation numérique rapide de la physique du phénomène possède trois composantes principales: un modèle hiérarchique de turbulence, une décomposition dynamique du volume et un modèle simplifié de flamelettes. En parallèle avec la conception de cette modélisation numérique et afin de créer des animations réalistes de la fumée et du feu, des techniques spécifiques de visualisation pour représenter le feu sur GPU ont été aussi développées.

Comportement des incendies

La modélisation et la visualisation par ordinateur sont devenues des outils importants pour comprendre l'évolution et le comportement des incendies et permettent de simplifier grandement l'approche des tests sur le terrain. Dans le cas où la simulation est une reproduction d'un incendie passé, on peut vouloir une approximation des différents paramètres pour fin de validation. D'autre part, on peut effectuer le test d'incendie sur le terrain et par la suite réaliser informatiquement des scénarios alternatifs qui n'ont pas pu être effectués sur le terrain. Dans le monde de la simulation informatique, une maison peut effectivement brûler un nombre infini de fois!

Représentation de phénomènes gazeux

Ce projet consiste à modéliser et à représenter des phénomènes gazeux à partir de résultats de simulations numériques. Le réalisme du rendu d'éléments tels la fumée, les nuages ou la poussière, ainsi que sa concordance avec les données numériques, sont les deux objectifs principaux à atteindre.

Une première version utilisant les textures 3D de la programmathèque graphique OpenGL a été implémentée sous IRIX et Linux. Les résultats sont encourageants et de nouvelles avenues permettant de les améliorer sont présentement en cours d'élaboration.

En interaction avec le groupe CVAC, ce projet permettra de visualiser les résultats de simulations portant sur le chauffage, la ventilation et l'air conditionné.

Création de scènes 3D dans un rendu réaliste

Le but de ce projet est la création de scènes 3D à partir de données de diverses sources dans un rendu le plus réaliste possible, tout en gardant des performances acceptables lors de leur visualisation. Ainsi, nous récupérons un modèle géométrique représentant une salle créé par un logiciel 3D et des données caractéristiques de ce modèle. Ces données peuvent représenter par exemple la température de surface des murs ou la vitesse des particules d'air dans la pièce. Pour ce projet, la bibliothèque de graphe de scène WLV a été utilisée, notamment pour lire des modèles de taille importante, qui sont ensuite simplifiés afin de pouvoir leur appliquer des textures. Puis l'intégration des autres données est effectuée, tout en gardant le souci de performance et d'esthétisme. Ce projet permettra de présenter des images à rendu réaliste dans un but de vulgarisation de phénomènes physiques complexes pour des personnes peu habituées à comprendre les images abstraites générées habituellement par les outils de visualisation.

backdraft3-1.mpg blob3.png cuisine1.png cuisine2.png cuisine3.png dube-001.png dube-042.png dube-043.png dube-044.png dube-049.png dube-050.png dube-051.png dube-052.png dube-053.png dube-054.png gratteciel3.mpg highrise1.mpg image1.png image2.png image3.png image4.png image5.png maison.png

Publications :

Formation de personnel hautement qualifié (PHQ) :

  • Daniel Barrero, mars 2002 à janvier 2005, stagiaire post-doctoral, S.
  • Jean-Philippe Hardy, mai 2002 à avril 2004, étudiant M.Sc.A., C.
  • David Dubé, mai 2005 à décembre 2008, étudiant M.Sc.A., S.
  • Étienne Charbonneau-Lefort, mars 2002 à novembre 2004, étudiant M.Sc.A., S.

 

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