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Adaptive Isoflächenextraktion aus großen Volumendaten

Helbig, Andreas 15 November 2007 (has links) (PDF)
Aus besonders großen Volumendaten extrahierte Isoflächen besitzen eine kaum beherrschbare Anzahl an Polygonen, weshalb die Extraktion von adaptiven, also bezüglich einer geometrischen Fehlermetrik reduzierten, Isoflächen wünschenswert ist. Ein häufiges Problem gängiger adaptiver Verfahren ist, dass sie Datenstrukturen verwenden, die gerade für große Daten besonders viel Hauptspeicher benötigen und daher nicht direkt anwendbar sind. Nachdem auf die Grundlagen zur Isoflächenextration eingegangen wurde, wird im Rahmen dieser Diplomarbeit ein auf Dual Contouring basierendes Verfahren entworfen, das die adaptive Isoflächenextraktion aus sehr großen Volumendaten auch bei begrenztem Hauptspeicher mit einem zeitlich vertretbaren Aufwand erlaubt. Der verwendete Octree wird dazu nur implizit aufgebaut und temporär nicht benötigte Daten werden unter Nutzung von Out-of-core-Techniken in den Sekundärspeicher ausgelagert. Die verschiedenen Implementierungsansätze werden unter Berücksichtigung maximaler Effizienz verglichen. Die Tauglichkeit des Verfahrens wird an verschiedenen sehr großen Testdatensätzen nachgewiesen. / Isosurfaces that are extracted from massive volume data sets consist of a hardly processable amount of polygons. Hence adaptive isosurfaces should be extracted with respect to a geometric error metric. Popular adaptive methods frequently require an amount of memory that turns them unfeasible for large data sets. After dwelling on the fundamentals of isosurfaces, a dual contouring based method will be developed that allows for the extraction of adaptive isosurfaces from massive volume data sets. The required octree is built implicitly, and temporarily unneeded data is swapped out on a secondary storage using out of core techniques. Various implementation approaches will be discussed and compared concerning maximum efficiency. The suitability of the method will be demonstrated with various massive volume data sets.
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Ein Beitrag zur adaptiven gemischten Finite-Elemente-Formulierung der nahezu inkompressiblen Elastizität bei großen Verzerrungen

Bucher, Anke, Görke, Uwe-Jens, Steinhorst, Peter, Kreißig, Reiner, Meyer, Arnd 28 November 2007 (has links) (PDF)
In dieser Publikation werden konstitutive Gleichungen für die Modellierung großer, nahezu inkompressibler hyperelastischer Verzerrungen sowie deren numerische Realiserung im Rahmen einer adaptiven gemischten Finite-Elemente-Formulierung beschrieben. Mit dieser Problemklasse werden Methoden und Algorithmen zur numerischen Lösung direkter und inverser Aufgaben aus dem so genannten multiphysics-Bereich bereit gestellt. Dabei handelt es sich um Mehrfeldprobleme, deren gekoppelte Behandlung eine wachsende Rolle bei der hochgenauen Simulation realer physikalischer Vorgänge spielt. Der vorgestellte konstitutive Ansatz beruht auf einer multiplikativen Zerlegung des Deformationsgradienten und einer additiven Zerlegung der freien Helmholtz-Energiedichte, die auf eine Zweifeldformulierung mit den Verschiebungen und dem Druck als Knotenvariablen führen. Die linearisierten Feldgleichungen werden aus dem Impulssatz und der Inkompressibilitätsbedingung hergeleitet und im Inkrement mit einem effektiven iterativen Löser mit hierarchischer Vorkonditionierung gleichzeitig gelöst. Zur adaptiven Steuerung der Netzverfeinerung bzw. -vergröberung wird ein residualer a posteriori Fehlerschätzer genutzt. Effizienz und Genauigkeit der numerischen Algorithmen werden an einem illustrativen Beispiel demonstriert.
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A fast and efficient algorithm to compute BPX- and overlapping preconditioner for adaptive 3D-FEM

Eibner, Tino 17 September 2008 (has links) (PDF)
In this paper we consider the well-known BPX-preconditioner in conjunction with adaptive FEM. We present an algorithm which enables us to compute the preconditioner with optimal complexity by a total of only O(DoF) additional memory. Furthermore, we show how to combine the BPX-preconditioner with an overlapping Additive-Schwarz-preconditioner to obtain a preconditioner for finite element spaces with arbitrary polynomial degree distributions. Numerical examples illustrate the efficiency of the algorithms.
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Adaptive space-time finite element methods for optimization problems governed by nonlinear parabolic systems

Meidner, Dominik. January 2007 (has links)
Heidelberg, Univ., Diss., 2008.
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Rotationssymmetrie für piezoelektrische Probleme

Steinhorst, Peter 28 November 2007 (has links)
Ausgehend von bekannten Grundlagen zu Rotationssymmetrie und linearer Elektromechanik, wird eine Vorlage für die Simulation piezoelektrischer Probleme mit FEM im rotationssymmetrischen Fall hergeleitet. Dabei wird insbesondere die Berechnung der Integrale in den Bilinearformen mittels erweiterter 2D-Methoden beschrieben. Außerdem wird kurz auf notwendige Modifikationen am Fehlerschätzer sowie auf die Behandlung der Randbedingungen eingegangen. Ein Experimentalprogramm mit einigen gerechneten Testbeispielen zeigt die prinzipielle Umsetzbarkeit der vorgestellten Theorie und ermöglicht den Abgleich mit anderen Methoden.
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Ein Beitrag zur adaptiven gemischten Finite-Elemente-Formulierung der nahezu inkompressiblen Elastizität bei großen Verzerrungen

Bucher, Anke, Görke, Uwe-Jens, Steinhorst, Peter, Kreißig, Reiner, Meyer, Arnd 28 November 2007 (has links)
In dieser Publikation werden konstitutive Gleichungen für die Modellierung großer, nahezu inkompressibler hyperelastischer Verzerrungen sowie deren numerische Realiserung im Rahmen einer adaptiven gemischten Finite-Elemente-Formulierung beschrieben. Mit dieser Problemklasse werden Methoden und Algorithmen zur numerischen Lösung direkter und inverser Aufgaben aus dem so genannten multiphysics-Bereich bereit gestellt. Dabei handelt es sich um Mehrfeldprobleme, deren gekoppelte Behandlung eine wachsende Rolle bei der hochgenauen Simulation realer physikalischer Vorgänge spielt. Der vorgestellte konstitutive Ansatz beruht auf einer multiplikativen Zerlegung des Deformationsgradienten und einer additiven Zerlegung der freien Helmholtz-Energiedichte, die auf eine Zweifeldformulierung mit den Verschiebungen und dem Druck als Knotenvariablen führen. Die linearisierten Feldgleichungen werden aus dem Impulssatz und der Inkompressibilitätsbedingung hergeleitet und im Inkrement mit einem effektiven iterativen Löser mit hierarchischer Vorkonditionierung gleichzeitig gelöst. Zur adaptiven Steuerung der Netzverfeinerung bzw. -vergröberung wird ein residualer a posteriori Fehlerschätzer genutzt. Effizienz und Genauigkeit der numerischen Algorithmen werden an einem illustrativen Beispiel demonstriert.
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Kommunikationsmechanismen für paralleles, adaptives Level-of-Detail in VR-Simulationen / Communication Mechanisms for Parallel, Adaptive Level-of-Detail in VR Simulations

Schwarze, Tino 24 September 2003 (has links) (PDF)
Parallel, adaptive Level-of-Detail in VR simulations. Parameters for efficient reuse of already calculated reductions are investigated. Choosen reduction algorithms are evaluated. Parameters for communication within the distributed application are determined. An implementation is introduced. / Paralleles, adaptives Level-of-Detail komplexer Objekten in VR-Simulationen. Die Parameter für eine effiziente Wiederverwendung bereits berechneter Reduktionen werden untersucht. Ausgewählte Reduktionsalgorithmen werden evaluiert. Die Parameter für die Kommunikation in der verteilten Applikation werden ermittelt. Eine Implementation wird vorgestellt.
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Modellierung und Numerik wachsender Risse bei piezoelektrischem Material / Modeling and Numerics of Propagating Cracks in Piezoelectric Material

Meyer, Arnd, Steinhorst, Peter 02 November 2010 (has links) (PDF)
Zur numerischen Simulation piezoelektrischer Probleme mit linearem Materialgesetz wird die adaptive Finite-Element-Methode genutzt. Bei der Lösung der entstehenden Gleichungssysteme vom Sattelpunktstyp wird auf eine Variante des Bramble-Pasciak-CG zurückgegriffen. Die Einbettung von Projektionstechniken in den Löser erlaubt eine Behandlung von verschiedenen Problembesonderheiten, speziell wird hier auf die Fälle konstanten Potentials auf Teilrändern sowie Kontaktprobleme an wachsenden Rissen eingegangen. Erste numerische Ergebnisse werden an einigen Beispielen demonstriert.
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With a new refinement paradigm towards anisotropic adaptive FEM on triangular meshes

Schneider, Rene 15 October 2013 (has links) (PDF)
Adaptive anisotropic refinement of finite element meshes allows to reduce the computational effort required to achieve a specified accuracy of the solution of a PDE problem. We present a new approach to adaptive refinement and demonstrate that this allows to construct algorithms which generate very flexible and efficient anisotropically refined meshes, even improving the convergence order compared to adaptive isotropic refinement if the problem permits.
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Protection of data networks by enforcing congestion control on UDP flows /

Hessler, Sven. January 2008 (has links)
Zugl.: Darmstadt, Techn. University, Diss., 2008.

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