Diplomarbeit DIP-3443

Bibliograph.
Daten
Mezger, Thomas: Extraktion von möglichst regulären Isoflächen zur Vernetzung großer CT-Volumendatensätzen.
Universität Stuttgart, Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik, Diplomarbeit Nr. 3443 (2013).
56 Seiten, deutsch.
CR-Klassif.I.7.2 (Document Preparation)
Kurzfassung

Kurzfassung Anfang des Jahres 2004 wurde von der European Synchrotron Radiation Facility ein Verbundwerkstoff einer Aluminium-Legierung mit Aluminiumoxid-Keramikpartikel holotomographisch gescannt. Die Volumendaten dieser Aufnahme wurden dem Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre der Universität Stuttgart für ihre Forschung zur Verfügung gestellt. Um finite Elemente Analysen mit den Daten durchzuführen, wird eine Repräsentation der Trennfläche (Iso-Fläche) zwischen der Aluminium-Legierung und den Aluminiumoxid-Keramikpartikeln benötigt. Erweiterte Anforderungen an das Dreiecksnetz der Iso-Flächenrepräsentation hindern den Einsatz bereits etablierter Methoden. In dieser Arbeit wurde ein Programm entwickelt, welches einen großen Datensatz verarbeiten kann und ein Dreiecksnetz berechnet, das den Anforderungen für einen weiteren Einsatz für Finite Elemente Analysen gerecht wird. Es wird ein Partikelsystem mit einem Energieminimierungsverfahren verwendet, um eine optimale Form und Verteilung der Dreiecke zu erreichen. Dieses Verfahren wird mittels räumlicher Segmentierung und einer parallelen Ausführung beschleunigt, um eine akzeptable Berechnungszeit zu erzielen. Für die Handhabung großer Datensätze wird die Berechnung in separate räumliche Zellen eingeteilt, welche mittels Ghostlayer-Schichten einen jeweiligen Berechnungsschritt unabhängig voneinander durchführen können. Die benötigte Qualität des Dreickesnetzes der Iso-Fläche wird mit dem Verfahren dieser Arbeit erreicht. Eine finite Elemente Analyse konnte bereits erfolgreich anhand eines kleineren Ausschnittes des Datensatzes von 2004 durchgeführt werden.

Abstract At the beginning of the year 2004 the European Synchrotron Radiation Facility holotomographically scanned a composite material of an aluminium alloy and aluminiumoxide ceramic particles. The volumedataset of this scan was provided for research to the Institute for Materials Testing, Materials Science and Strength of Materials from the University of Stuttgart. To run finite element analysis on this data it requires a division surface (Iso-Surface) between the aluminium alloy and the aluminiuoxid particles. Advanced requiremens to the trianglemesh of the Iso-Surface restrain the usage of common known methods. A software was developed in this paper to handle a large dataset and to calculate a trianglemesh for further use with finite element analysis. Therefore a particlesystem is used with an energy minimizing approach to achieve an trianglemesh with well-shaped triangles. This method is enhanced in speed by segmentation in space and a parallel execution to achieve an acceptable execution time. The calculation is sperated in space to independent cells with ghostlayers to handle large datasizes. These ghostlayers are exchanged between the cells every pass of the particlesystem to ensure consistent data at any time. The required quality of the trianglemesh of the Iso-Surface is achieved by the method of this paper. A finite element analysis of a part from the complete dataset of 2004 has already been accomplished. 4

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Abteilung(en)Universität Stuttgart, Institut für Visualisierung und Interaktive Systeme, Visualisierung und Interaktive Systeme
BetreuerFrey, Steffen; Reina, Guido
Eingabedatum15. August 2013
   Publ. Informatik