Az áramlástan a fizika egyik kiemelt fontosságú, ugyanakkor matematikailag igen bonyolultan leírható területe, amelynek alapelemei bekerültek a középiskolai tananyagba. Környezetünkben számtalan jelenség kapcsolódik ehhez a tudományterülethez, többek között a konvekciós folyamatok. Ez a szimuláció a 2016-ban készített 2 dimenziós konvekció programom átültetése 3 dimenzióba, amely sokkal valósághűbb szemléltetést tesz lehetővé. 3 dimenzióban ugyanis jóval bonyolultabbá válnak az áramlási jelenségek a 2 dimenziós esetekhez képest.
A program egyatomos ideális gáz konvekcióját modellezi egy kocka alakú cellában, ahol a részecskék száma 50000 és 250000 között változtatható (de a cellában ábrázolt részecskék száma minden esetben csak 5000). A padló bizonyos része fűthető, ami aztán beindítja az áramlást. A gáz kezdeti hőmérséklete megegyezik az oldalfalak hőmérsékletével, a kezdeti hőmérsékleteloszlás egyenletes. A fal- és a fűtött padlórészek hőmérsékletén kívül változtatható a gravitáció erőssége is.
A szimuláció révén az áramlás kifejlődése időben nyomon követhető, továbbá a kialakuló áramlás vektortérrel, trajektóriákkal, "sodródó festékszemcsékkel" és nyomképpel szemléltethető. A szimuláció valamely pillanatnyi helyzetét leíró sebességeloszlás adatok fájlba menthetők és később beolvashatók. A program ezek felhasználásával képes animálni az adott áramlási képet. A funkciót hosszabb idő elteltével, egy lényegében már állandósult áramlási kép esetén érdemes alkalmazni.
A tömörített program a következő hivatkozásra kattintva tölthető le:
https://www.dropbox.com/s/jidlrud5okpuoqf/konvekcio_3D.zip?dl=0