Made with KiCad（141）：我把流体模拟，做成了一张名片

“看到下面的视频演示，是不是有一种强烈的复刻冲动？”

Made with KiCad 系列将支持新的展示方式。直接将以下链接复制到浏览器中(或点击“阅读原文”)：https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage/?xmlId=37a22392-c647-4040-83e8-1eab63a2f587&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2F37a22392-c647-4040-83e8-1eab63a2f587.zip即可动态查看设计的原理图、PCB、3D 及 BOM，查询设计中器件、走线、焊盘的属性详情。还可以在原理图中与AI小助手互动，帮您更高效地学习设计细节：概览

仓库包含 flip-card 项目的所有相关文件。这是一个可以运行流体隐式粒子（FLIP）模拟的名片项目。

• PCB 设计文件位于 “kicad-pcb” 文件夹中。

• flip-card 项目的灵感来源于 mitxela 的流体模拟吊坠项目：https://mitxela.com/projects/fluid-pendant

• 流体模拟的逻辑包含在一个独立的 crate (代码包) 中，位于 “fluid_sim_crate” 文件夹内。这部分是基于 Matthias Müller (https://github.com/matthias-research) 的工作，以及他在其 YouTube 频道 “Ten Minute Physics” 上的精彩演示。

• 项目中一个比较难实现的功能是可充电电池。我从 cnlohr 的 tiny touch lcd 项目https://github.com/cnlohr/ch32v003_3digit_lcd_usb/中找到了一个板边 USB-C 接口的设计方案。

• “sim_display” 文件夹中也提供了一个WASM 模拟器，我用它来调试模拟中出现的问题。

• 在rp2350 芯片上运行的流体模拟实现代码位于 “flip-card_firmware” 文件夹中。

Rust 实现的二维流体仿真库

fluid_sim_crate 文件夹中的代码实现了一种名为FLIP (Fluid Implicit Particle)的混合流体仿真算法。FLIP 算法结合了两种主要的流体仿真方法：

1. 欧拉方法（Eulerian Method）: 在一个固定的网格（Grid）上描述流体的属性，如速度、压力等。这在处理压力和不可压缩性时非常高效。

2. 拉格朗日方法（Lagrangian Method）: 通过追踪大量粒子（Particles）来描述流体的运动。这能非常有效地处理对流（advection）项，防止数值耗散，并能自然地追踪流体的表面。

FLIP 算法的核心思想是：用粒子来携带速度等信息并进行对流，然后将粒子的信息传递到网格上，在网格上求解压力和强制不可压缩性，最后再将网格上更新后的速度信息传递回粒子。这种结合方式取长补短，既能获得清晰的流体表面，又能高效地求解压力。

代码被封装在FluidSimulation模块中，主要包含了FlipFluid结构体（算法核心）和Scene结构体（用于管理和控制仿真）。

原理图 & PCB

 LicenseMIT

仓库 & 下载

可以在Github中获取开源仓库：
https://github.com/Nicholas-L-Johnson/flip-card

Baidu 下载:

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审核编辑 黄宇