umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Validation toolbox for a Physics Engine
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Physics.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Valideringsverktyg för en fysikmotor (Swedish)
Abstract [en]

Physics engines become more and more common due to the rapid development and increasing demand of simulations. With this comes a need of testing the engine, a way to measure its performance, not only its speed but also its accuracy and stability. The purpose of this thesis has been to create a set of benchmark tests. They aim to check the physical aspects, especially mechanics, of the engine. A strategy and export functions for the test results in order to automate the testing have also been developed.

The resulting tests became a beam on piles which analyses constraint stability, an overdetermined system consisting of a static door on multiple hinges, a falling object investigating the accuracy of the integrator, a box on an inclined plane for testing the friction model, a single pendulum as well as a multibody pendulum checking constraint accuracy and energy conservation, the Earth orbiting around the Sun which tests the stability of the integrator and finally a cantilever beam that is a static test of a real scenario. After the tests are performed the results are presented on an HTML-page. A prototype of a Web application is also established as well as a set of scalar tests that can be performed continuously, in order to follow trends or compare the engine's performance from time to time.

This thesis was initialized by Algoryx Simulation AB which also provided the engine, AgX Dynamics, with the numerical method called SPOOK. It mainly performed well on all tests. In order to build a fully general toolbox more tests need to be added such as material interactions, scalable test with thousands of bodies, torque tests as well as more complex scenarios, for example a scissor lift and robots. The work can also be extended with more developed export functions, both to the Web and to documents. Hopefully this thesis can be seen as a complement to the earlier efforts done in creating a general set of benchmarks and automation framework for continuous integration and testing.

Abstract [sv]

Fysikmotorer blir mer och mer vanliga på grund av den snabba utvecklingen och efterfrågan på simuleringar. I och med detta ökar också behovet av att testa motorerna och ett sätt att mäta prestandan, inte bara snabbheten utan också noggrannheten och stabiliteten. Syftet med detta examensarbete har varit att skapa ett set av prestandatester. De syftar till att testa de fysikaliska aspekterna av fysikmotorn, särskilt inom mekanik. En strategi och exportfunktioner för testresultaten för att automatisera testningen har också utvecklats.

De resulterande testerna blev en balk på pålar som analyserar stabiliteten hos villkoren, ett överbestämt system bestående av en statisk dörr på flera gångjärn, ett fallande objekt som granskar precisionen hos integratorn, en låda på ett lutande plan som testar friktionsmodellen, en enkel pendel samt en flerkropppspendel som kontrollerar villkorsprecisionen och energikonservering, jordens bana runt solen som testar integratorns stabilitet och slutligen en utskjutande balk som är ett statiskt test av ett verkligt fall. När testerna är genomförda presenteras resultaten på en HTML-sida. En prototyp av en webb-applikation har också utvecklats samt ett set med skalära tester som kan utföras kontinuerligt för att följa upp trender och jämföra motorns prestanda över tid.

Det här examensarbetet initierades av Algoryx Simulation AB som även tillhandahållit fysikmotorn, AgX Dynamics, med den numeriska metoden SPOOK. Motorn presterade överlag bra på testerna. För att bygga en allmän verktygslåda behövs fler tester så som interaktion mellan material, skalbara tester med tusentals kroppar samt mer komplexa simuleringar, t.ex. en saxlyft och robotar. Arbetet kan också utökas med mer utvecklade exportfunktioner, både mot webben och som dokument. Förhoppningsvis kan detta ses som ett komplement till de tidigare ansträgningar som gjorts för att skapa ett generellt set av prestandatester och ett automatiskt ramverk för kontinuerlig testning.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 80 p.
Keyword [en]
multi-body dynamics, evaluation, real-time simulation, dynamic simulation
National Category
Other Physics Topics Computational Mathematics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-121972OAI: oai:DiVA.org:umu-121972DiVA: diva2:935814
External cooperation
Algoryx Simulation AB
Subject / course
Examensarbete i teknisk fysik
Educational program
Master of Science Programme in Engineering Physics
Presentation
2016-01-15, Universitetsklubben, Universum, Umeå, 22:26 (Swedish)
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-06-13 Created: 2016-06-12 Last updated: 2016-06-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Validation toolbox for a Physics engine(981 kB)168 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 981 kBChecksum SHA-512
e850d4f6ffc2ed36135838228a9d81952014db8772c0e5d6f642a71e7b7b24abf909fedacc42c4736bd488d3dc192f847612efe1aa51957b49605e7ad861867c
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Physics
Other Physics TopicsComputational Mathematics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 168 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 349 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf