좌표계와 액체의 양

병은 돌아가도, 수면은?

같은 병을 기울여 두 수면의 방향과 남은 양을 비교해 보세요.

높이와 양은 다른 조건

문제 · 회전하는 수면과 변하는 양

왼쪽은 수면을 병 좌표에 고정해 함께 기울어집니다. 오른쪽은 세계의 위 방향을 사용하지만 높이를 고정하면 병 안에 남는 액체의 양이 달라질 수 있습니다.

원인 · 좌표 변환과 병의 단면

세계 수면을 병 좌표로 옮기면 n = (sin θ, cos θ), 액체 조건은 n·q ≤ h입니다. 목이 좁은 병은 높이마다 단면적도 다릅니다.

해결 · 목표 부피에 맞춰 높이 찾기

오른쪽을 ‘부피 보정’으로 바꾸세요. 회전한 수면 아래의 샘플 부피를 더해 목표량에 맞는 높이를 찾습니다. 단면 그림과 달리 계산은 회전체의 깊이 2√(r²−x²)를 곱한 3차원 부피입니다.

대가와 한계

80×80 적분 격자를 사용하므로 작은 양자화 오차가 남습니다. 출렁임은 θ″+2ζωθ′+ω²θ=0, ω=5 rad/s인 감쇠 진동입니다. ζ≥1은 진동하지 않으며 감쇠를 늘릴수록 언제나 빨리 복귀하는 것은 아닙니다. 닫힌 병의 단면 근사여서 흘러넘침·분리된 액체·압력·굴절은 계산하지 않습니다.

Valve의 액체 표현 추가 공지는 현상의 출발점입니다. 여기의 부피·감쇠 모델은 직접 구성한 교육용 모델입니다.