Prírodou inšpirované algoritmy

Fraktálové drenážne systémy a celulárne automaty

Celulárne automaty a časticové systémy sú najviac používanými prístupmi pri modelovaní fraktálnych drenážnych systémov.

Drenážny systém

Dvojvrstvový model

• Jedna vrstva reprezentuje hustotu tekutiny v každom bode
• Druhá reprezentuje výšku povrchu

Simulácia toku tekutín

Tekutiny, na ktoré vplýva gravitácia, tečú po povrchu. Povrch je reprezentovaný vektorom hodnôt, ktoré predstavujú jeho výšku. Model toku tekutiny využíva Mooreove susedstvo s váženými rohovými bunkami kvôli obstojnému stupňu izotropie.

Na zabezpečenie zachovania objemu tekutiny bol použitý deliaci systém. V každom kroku je voda vo všetkých bunkách rozdelená na približne osem rovnakých častí a tie sú umiestnené k susedom bunky. Tok tekutiny medzi bunkou a jej susedom je závislý na ich rozdielnej výške a na objeme tekutiny vo vyššie položenej bunke. Tok tekutiny je obmedzený. Nato, aby došlo k toku, musí byť vo vyššej bunke maximálny objem.

Simulácia erózie pôdy

Zmeny zemského povrchu sú popísané celulárnym automatom s použitím von-Neumannovho susedstva. Tvar krajiny sa na niektorých miestach zvyšuje (za účelom zachovania rovnakého objemu materiálu), kvôli presunu pôdy odčerpanej eróziou. Krajina prekonáva jednoduchý difúzny proces a je rozožieraná tokom tekutín, ktoré tečú po povrchu. Efekt erózie je na rozličných miestach úmerný objemu tekutiny, ktorá cez ne preteká.

• Applet
• Zdroj FractalDrainage