Visualização de campos tensoriais utilizando simulação lagrangeana de fluidos

• Main Author: Souza Filho, José Luiz Ribeiro de
• Other Authors: Vieira, Marcelo Bernardes
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) 2017
• Subjects: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO; Campos tensoriais; Visualização científica; Dinâmica de fluidos; Hidrodinâmica de partículas suavizadas; Tensor field; Scientific visualization; Fluid dynamics; Smoothed particle hydrodynamics
• Online Access: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4786

Submitted by Renata Lopes ([e-mail]) on 2017-05-30T18:07:09Z No. of bitstreams: 1 joseluizribeirodesouzafilho.pdf: 14599386 bytes, checksum: b6c429c2f45228c7e68a7f951c5456ba (MD5) === Approved for entry into archive by Adriana Oliveira ([e-mail]) on 2017-06-01T11:49:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 joseluizribeirodesouzafilho.pdf: 14599386 bytes, checksum: b6c429c2f45228c7e68a7f951c5456ba (MD5) === Made available in DSpace on 2017-06-01T11:49:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joseluizribeirodesouzafilho.pdf: 14599386 bytes, checksum: b6c429c2f45228c7e68a7f951c5456ba (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 === CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === Análise e visualização de campos tensoriais simétricos de segunda ordem é um pro blema desafiador, pois eles geralmente representam dados multivariados. Trabalhos nessa área utilizam de diferentes estratégias para tornar perceptíveis propriedades desejadas dos campos. Essas propriedades são, por exemplo, estruturas colineares e coplanares. Em casos como campos tensoriais que representam tecidos orgânicos obtidos por ressonância magnética, ressaltar essas estruturas pode ser útil para a área médica de diagnóstico e neurociência por exemplo. Um tipo específico de visualização consiste na observação da propagação de partículas sobre os campos. Mas, grande parte desses métodos não des creve interações entre partículas e são estáticos. Essa dissertação propõe um método que induz o sistema perceptual humano a perceber de forma mais intuitiva essas estruturas, utilizando dinâmica de fluidos. Foram propostas modificações de uma implementação específica das Equações de Navier-Stokes, chamada Hidrodinâmica de Partículas Suavi zadas (SPH). Diferente de outras abordagens, o modelo proposto explora interação entre partículas para ressaltar a percepção de estruturas subjacentes no campo tensorial. Foi proposta uma força externa para manter partículas em regiões de interesse e também a aplicação de uma distorção na função núcleo, ambas baseadas nas informações dos tenso res. A distorção faz com que as partículas se alinhem de acordo com estruturas colineares e coplanares consecutivas do campo, exibindo continuidades e também conectividades. === Analysis and visualization of symmetric second order tensor fields are challenging since they generally represent multivariate data. Works in this area use different approaches to enhance desired properties of the field. Those properties are, for example, colinear and coplanar structures. In some cases, such as tensor fields obtained by magnetic resonance imaging of organic tissues, highlighting those structures can be useful for studies in neu roscience and diagnostics, for example. A specific technique of visualization consists in observing particles’ trajectories along the field. But, most of those methods are static and does not present interaction between particles. This work proposes a method that induces the human perceptual system to visualize more intuitively those structures, using fluid dynamics. Modifications in a specific implementation of Navier-Stokes equations, called Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) were proposed. Different from other ap proaches, interactions between particles are used to enhance the perception of underlying structures in a tensor field. It was also proposed an external force to keep particles around areas of interest and a distortion in the kernel functions, both based on tensors’ informa tion.The distortion forces particles to align according to consecutive colinear and coplanar structures of a field, showing continuities and connectivities.