Houdini流体模拟节点功能详解
本文详细介绍了Houdini中一系列用于流体模拟的节点功能，包括重复执行子步、切换解算器、交换几何体属性等。涵盖了粒子处理、场操作、无散度投射、粘性应用等多个方面，还涉及模拟燃烧、添加细节等特殊效果，为Houdini流体模拟提供了全面的节点使用指南。
目录
Gas Attribute Swap —— 交换、复制或移动几何体属性
Gas Intermittent Solve —— 固定时间间隔计算子解算器
Gas External Forces —— 计算外部力并更新速度或速度场
Gas Particle Separate —— 通过调整相邻位置来分离粒子
Gas Match Field —— 构建指定场以匹配参考场的尺寸和精度
Gas Linear Combination —— 合并多个场或属性
Gas Synchronize Fields —— 同步场的变换
Gas Particle to SDF —— 将粒子转化为SDF场
Gas Particle to Field —— 复制粒子点属性到指定场
Gas Reinitialize SDF —— 保留零表面并重初始化SDF场
Gas Buid Collision Mask —— 根据碰撞对象构建碰撞场
Gas SDF to Fog —— 将SDF场转化为Fog场
Gas Enforce Boundary —— 对场强制边界条件
Gas Project Non Divergent Variational —— 无散度投射（可变）
Gas Project Non Divergent Adaptive —— 无散度投射（自适应）
Gas Adaptive Viscosity —— 将粘性应用到速度场（自适应）
Gas Seed Markers —— 在surface边界周围生成标记粒子
Gas Seed Fluid Particles —— 创建、删除、或补种粒子
Gas Integrator —— 将力应用于粒子以调整速度和位置
Gas Particle Move to Iso —— 将粒子移动到指定的SDF等值面上
Gas Limit Particles —— 将粒子限制在box内
Gas Particle Count —— 计算每体素的粒子数量
Gas Stick On Collision —— 在碰撞上粘连
Gas Vortex Confinement —— 对速度场应用涡流约束
Gas SubStep —— 重复执行对应的子步
该节点为microsolver，用于构建更大流体解算；Fluid Solver/Smoke Solver DOP可在主solver前或后添加microsolver，以扩展或调整模拟；该节点将对输入的solver，从左到右依次执行，并重复执行子步；
- 以Geometry判断要执行的子步数，如FLIP Solver；
- 假定pscale=1、v={1,0,0}，则一帧运动0.0417米，如0.0417 > CFL Condition，则就执行2个子步；
- 以vel判断要执行的子步数，如Smoke Solver；
- 假定voxel size=0.1、vel={1,0,0}，则一帧运动0.0417米，0.417个体素，如0.417 > CFL Condition，则就执行2个子步；
Switch Solver —— 切换解算器
此节点可让对象被多个解算器中的一个解算，由switch value数据确定；不像Blend Solver或Multiple Solver，仅使用一个子解算器；
注
- 如使用merge合并多个子解算器，相当于直接连接多个子解算器；
- 启用Value Enables All，则切换为启用或禁用（类似Enable Solver DOP）；
Gas Attribute Swap —— 交换、复制或移动几何体属性
常用于复制属性，在执行一些破坏性操作之前；
Gas Intermittent Solve —— 固定时间间隔计算子解算器
以规定时间间隔计算附加的子解算器，确保以不同的速率进行操作，或独立于子步的速率进行操作；
Gas External Forces —— 计算外部力并更新速度或速度场
在速度场内，对每个点计算外部力，然后更新速度场；每个体素的mass被指定为1，以用于力计算；torque被忽略；在粒子系统内，对每个点计算外部力；
- 更新Geometry的速度；
- 更新vel场；
Gas Particle Separate —— 通过调整相邻位置来分离粒子
当粒子靠的太近时，通常是使用力将其分开；不幸，FLIP Solver在移除divergence时，力会被抵消；此节点通过直接调整粒子位置，使其分离；也确保没有能量被添加到系统；
Gas Match Field —— 构建指定场以匹配参考场的尺寸和精度
此节点会创建、调整尺寸、重采样，以匹配参考场的精度和大小；对于创建中间结果，但又不想显式地附加；如想移除该中间场，可设置为0；
注，由于匹配导致尺寸或精度改变，则数据会重置为0；
Gas Seed Volume —— 在新区域生成粒子
在新体积区域，创建flip粒子；可被用于填充新空间（当体积运动时形成的空间）；可在较大流体区域模拟移动的小片区域；
Gas Linear Combination —— 合并多个场或属性
使用简单的方式，以快速合并多个场或属性；
（coef_1 * val_1 OP coef_2 * val_2 OP coef_3 * val_3 + constant）* totalcoefficient
Gas Resize Field —— 调整场的尺寸
调整场的边界框，使其最接近匹配size、center（保持相同的体素尺寸和体素对齐）；可追踪移动的流体；
先参考场再与设置的尺寸计算，在与源场计算；
Gas Synchronize Fields —— 同步场的变换
此节点匹配参考场的size、center；仅与参考场具有相同的体素量，才可变换；
精度、size 相同，直接匹配center、size；
精度、size 不相同，匹配center、size后，精度不变、体素量已变化；
Gas Particle to SDF —— 将粒子转化为SDF场
从粒子系统构建SDF场，粒子pscale属性用于描述半径球；
- Bandwidth，体素倍数的距离，超过此距离的体素均为此值；
- Use Max Speed，使用粒子的最大速度去扩展bandwidth，需v属性；有用于对快速运动的流体增加外推；
Gas Particle to Field —— 复制粒子点属性到指定场
复制粒子的点属性到指定场，粒子需pscale属性；
Gas Reinitialize SDF —— 保留零表面并重初始化SDF场
在各种操作下（如advection），SDF可能扭曲且不再表示到表面的实际距离；此节点会恢复SDF的“到表面距离”的特性，同时保留表面的零等容线；
Gas Buid Collision Mask —— 根据碰撞对象构建碰撞场
可根据碰撞对象构建碰撞场，表示碰撞体与流体场重叠处；生成内负外正的有符号距离场；还生成碰撞速度场（存储碰撞体点的速度）；
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