我目前正在编写一个程序，该程序将非常基本地模拟3D体积中气体的扩散和压力，并在整个过程中都具有边界-例如以蚂蚁洞穴为例。
我想要达到的效果：
1.随着时间的推移，气体扩散到整个环境中，并遵守墙壁。
2.我想测量每个网格点的压力或气体压缩率。这样的效果应该是，如果打开一个房间，气体将以反映压力差的速度从开口中扩散出来。
我的问题是我缺乏全面理解理论数学方程式的知识，老实说，我确实不是在寻找精确的模拟。我只想在物理上取得一些突出的效果。我对流体动力学不感兴趣（例如，模拟烟雾）。
我将用OpenCL编写该程序，但很高兴采用任何形式的代码示例，无论是C还是伪代码。
我想我应该传递3个3D数组-一个用于气体，一个用于定义壁（例如，在xyz = wall处为1），另一个用于存储压力。
我目前假设检查墙很容易。一个人简单地检查每个相邻的小区并为其计算，如果它不是一堵墙：
For each grid point,
is wallmatrix[x+1] a wall?
[diffusion math here]
is wallmatrix[x-1] a wall?
[diffusion math here]
is wallmatrix[y+1] a wall?
[diffusion math here]
etc...
但是我只是不确定如何处理扩散数学，也不知道如何在所有这些因素中包含压力？
最佳答案
扩散是最容易模拟的事情之一，因为它具有自我平滑功能。
例如，您可以按照恒定的时间步长运行仿真，并跟踪各个粒子的位置，然后在每个时间步长将每个粒子以固定（较小）的距离移动，但方向随机。
也有其他方法，例如，您可以执行基于网格的方法，其中更改每个网格位置中的粒子数量。
您的问题有一个小问题，就是您在哪里说：“以反映压力差的速度扩散出开口”。扩散实际上并没有做到这一点，因为扩散只是粒子的随机运动。不过，我认为，即使直线扩散在这里也可能会让您满意，因为气体会从开口中扩散出来，并且看起来会更快。确实会发生的事情是，它将以与其他任何地方相同的速度扩散出去，只是没有任何东西扩散回去。但是，如果这不令人满意，那么您将需要进入流体动力学，至少要讲一点，因为这是描述压力梯度而不是扩散时流体的行为的方式。