Técnicas para gerar malhas triangulares ou tetraedrais a partir de imagens, ou assumem como entrada uma imagem pré-processada, ou geram uma malha sem distinguir as diferentes estruturas contidas na imagem. O pré-processamento e a ausência de estruturas bem definidas podem apresentar dificuldades na utilização das malhas geradas em algumas aplicações, tais como simulações numéricas. Neste trabalho, apresentamos uma nova técnica que elimina a necessidade do pré-processamento embutindo a segmentação dentro do processo de geração de malha. Além disto, a técnica proposta considera critérios de qualidade nas malhas geradas, mostrando-se apropriada para aplicações de simulação numérica assim como modelagem de imagens com malhas / Techniques devoted to generate triangular or tetrahedral meshes from images either take as starting point a pre-processed image or generate a mesh without distinguishing different structures contained in the image. The pre-process and the absence of well defined structures may impose difficulties in using the resulting mesh in some applications as, for example, numerical simulations. In this work, we present a new technique that aims at eliminating the need for pre-processing by building the segmentation into the mesh generation process. Furthermore, the proposed technique consider quality criteria in the generated meshes, being appropriated for applications in numerical simulation as well as in image modeling

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Este trabalho descreve uma tÃcnica de decomposiÃÃo de domÃnios bidimensionais para geraÃÃo em paralelo de malhas. Esta tÃcnica funciona tanto para memÃria distribuÃda quanto compartilhada, alÃm de permitir que se utilize qualquer estrutura de dados que gere regiÃes quadrangulares paralelas aos eixos para decompor o domÃnio dado como entrada. Pode se utilizar por exemplo, uma Ãrvore quaternÃria (quadtree) ou uma partiÃÃo binÃria do espaÃo (bsp). AlÃm disso, qualquer processo de geraÃÃo de malha que respeite os prÃ-requisitos estabelecidos pode ser empregado nos subdomÃnios criados, como as tÃcnicas de Delaunay ou AvanÃo de Fronteira, dentre outras. A tÃcnica proposta à dita a priori porque a malha de interface entre os subdomÃnios à gerada antes das suas malhas internas. A estimativa de carga de processamento associada a cada subdomÃnio à feita nesse trabalho com a ajuda de uma quadtree refinada, cujo nÃvel de refinamento orienta a criaÃÃo das arestas que sÃo definidas a partir da discretizaÃÃo das fronteiras das cÃlulas internas. Essa maneira de estimar carga produz resultados que representam, com boa precisÃo, o nÃmero de elementos a serem gerados em cada subdomÃnio. Isso contribui para um bom particionamento do domÃnio, fazendo com que a geraÃÃo de malha em paralelo seja significativamente mais rÃpida do que a geraÃÃo serial. AlÃm disso, a qualidade da malha gerada em paralelo à qualitativamente equivalente Ãquela gerada serialmente, dentro de limites aceitÃveis. / This work describes a technique of two-dimensional domain decomposition for parallel mesh generation. This technique works for both distributed and shared memory and has the freedom to use any data structure that manages rectangular regions parallel to the axes to decompose the domain given as input, such as a quaternary tree (quadtree) or a binary space decomposition (bsp), for example. Any process of mesh generation that respects the prerequisites established can be used in the subdomains created, for instance, Delaunay or Advancing Front, among others. This technique is called a priori because the mesh on the interface of the subdomains is generated prior to the their internal meshes. The load estimation for each sub-domain in this work is performed with the aid of a refined quadtree, whose level of refinement guides the creation of edges that are defined from the bounderies of only inner cells. This way of estimate load produces results that accurately represent the number of elements to be generated in each subdomain. That contributes to a good partitioning of the domain, making the mesh generation in parallel be significantly faster than the serial generation. Furthermore, the quality of the generated mesh in parallel is qualitatively equivalent to that generated serially within acceptable limits.

In this thesis, quadratic hexahedral edge elements have been applied to the three dimensional for open region electromagnetic scattering problems. For this purpose, a semi-automatic all-hexahedral mesh generation algorithm is developed and implemented. Material properties inside the elements and along the edges are also determined and prescribed during the mesh generation phase in order to be used in the solution phase. Based on the condition number quality metric, the generated mesh is optimized by means of the Particle Swarm Optimization (PSO) technique. A framework implementing hierarchical hexahedral edge elements is implemented to investigate the performance of linear and quadratic hexahedral edge elements. Perfectly Matched Layers (PMLs), which are implemented by using a complex coordinate transformation, have been used for mesh truncation in the software. Sparse storage and relevant efficient matrix ordering are used for the representation of the system of equations. Both direct and indirect sparse matrix solution methods are implemented and used. Performance of quadratic hexahedral edge elements is deeply investigated over the radar cross-sections of several curved or flat objects with or without patches. Instead of the de-facto standard of 0.1 wavelength linear element size, 0.3-0.4 wavelength quadratic element size was observed to be a new potential criterion for electromagnetic scattering and radiation problems.

<p>Throughout the development of this report there will be a brief explanation of what the actual Aircraft Design Process is and in which stages the methodology that the authors are proposing will be implemented as well as the tools that will interact to produce this methodology.</p><p>The proposed tool will be the first part of a methodology that, according to the authors, by integrating separate tools that are currently used in different stages of the aeronautical design, will promote a decrease in the time frame for the initial stages of the design process.</p><p>The first part of the methodology above, that is proposed in this project, starts by creating a computer generated aircraft model and analyzing its basic aerodynamic characteristics “Lift Coefficient” and “Induced Drag Coefficient”, this step will be an alternative to statistical and empirical methods used in the industry, which require vast amount of data.</p><p>This task will be done in several steps, which will transfer the parametric aircraft model to an input file for the aerodynamic analysis program. To transfer the data a “translation” program has been developed that arranges the geometry and prepares the input file for analysis.</p><p>During the course of this report the reader will find references to existing aircrafts, such as the MD-11 or Airbus 310. However, these references are not intended to be an exact computer model of the mentioned airplanes. The authors are using this as reference so the reader can relate what he/she is seeing in this paper to existing aircrafts. By doing such comparison, the author intends to demonstrate that the Parametric Model that has been created possesses the capability to simulate to some extend the shape of existing aircrafts.</p><p>Finally from the results of this project it is concluded that the methodology in question is promising. Linking the two programs is possible and the aerodynamic characteristics of the models tested fall in the appropriate range. None the less the research must continue following the line that has been discussed in this report.</p>

Throughout the development of this report there will be a brief explanation of what the actual Aircraft Design Process is and in which stages the methodology that the authors are proposing will be implemented as well as the tools that will interact to produce this methodology. The proposed tool will be the first part of a methodology that, according to the authors, by integrating separate tools that are currently used in different stages of the aeronautical design, will promote a decrease in the time frame for the initial stages of the design process. The first part of the methodology above, that is proposed in this project, starts by creating a computer generated aircraft model and analyzing its basic aerodynamic characteristics “Lift Coefficient” and “Induced Drag Coefficient”, this step will be an alternative to statistical and empirical methods used in the industry, which require vast amount of data. This task will be done in several steps, which will transfer the parametric aircraft model to an input file for the aerodynamic analysis program. To transfer the data a “translation” program has been developed that arranges the geometry and prepares the input file for analysis. During the course of this report the reader will find references to existing aircrafts, such as the MD-11 or Airbus 310. However, these references are not intended to be an exact computer model of the mentioned airplanes. The authors are using this as reference so the reader can relate what he/she is seeing in this paper to existing aircrafts. By doing such comparison, the author intends to demonstrate that the Parametric Model that has been created possesses the capability to simulate to some extend the shape of existing aircrafts. Finally from the results of this project it is concluded that the methodology in question is promising. Linking the two programs is possible and the aerodynamic characteristics of the models tested fall in the appropriate range. None the less the research must continue following the line that has been discussed in this report.

TEIXEIRA, Daniel Nascimento. Uma técnica de decomposição a priori para geração paralela de malhas bidimensionais. 2014. 94 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Computação, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-15T19:57:36Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_dnteixeira.pdf: 17919971 bytes, checksum: 092ad12b33cf64a31552e6a839a5a5bc (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-15T19:58:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_dnteixeira.pdf: 17919971 bytes, checksum: 092ad12b33cf64a31552e6a839a5a5bc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-15T19:58:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_dnteixeira.pdf: 17919971 bytes, checksum: 092ad12b33cf64a31552e6a839a5a5bc (MD5) Previous issue date: 2014 / This work describes a technique of two-dimensional domain decomposition for parallel mesh generation. This technique works for both distributed and shared memory and has the freedom to use any data structure that manages rectangular regions parallel to the axes to decompose the domain given as input, such as a quaternary tree (quadtree) or a binary space decomposition (bsp), for example. Any process of mesh generation that respects the prerequisites established can be used in the subdomains created, for instance, Delaunay or Advancing Front, among others. This technique is called a priori because the mesh on the interface of the subdomains is generated prior to the their internal meshes. The load estimation for each sub-domain in this work is performed with the aid of a refined quadtree, whose level of refinement guides the creation of edges that are defined from the bounderies of only inner cells. This way of estimate load produces results that accurately represent the number of elements to be generated in each subdomain. That contributes to a good partitioning of the domain, making the mesh generation in parallel be significantly faster than the serial generation. Furthermore, the quality of the generated mesh in parallel is qualitatively equivalent to that generated serially within acceptable limits. / Este trabalho descreve uma técnica de decomposição de domínios bidimensionais para geração em paralelo de malhas. Esta técnica funciona tanto para memória distribuída quanto compartilhada, além de permitir que se utilize qualquer estrutura de dados que gere regiões quadrangulares paralelas aos eixos para decompor o domínio dado como entrada. Pode se utilizar por exemplo, uma árvore quaternária (quadtree) ou uma partição binária do espaço (bsp). Além disso, qualquer processo de geração de malha que respeite os pré-requisitos estabelecidos pode ser empregado nos subdomínios criados, como as técnicas de Delaunay ou Avanço de Fronteira, dentre outras. A técnica proposta é dita a priori porque a malha de interface entre os subdomínios é gerada antes das suas malhas internas. A estimativa de carga de processamento associada a cada subdomínio é feita nesse trabalho com a ajuda de uma quadtree refinada, cujo nível de refinamento orienta a criação das arestas que são definidas a partir da discretização das fronteiras das células internas. Essa maneira de estimar carga produz resultados que representam, com boa precisão, o número de elementos a serem gerados em cada subdomínio. Isso contribui para um bom particionamento do domínio, fazendo com que a geração de malha em paralelo seja significativamente mais rápida do que a geração serial. Além disso, a qualidade da malha gerada em paralelo é qualitativamente equivalente àquela gerada serialmente, dentro de limites aceitáveis.

[pt] A exploração segura de reservatórios de petróleo necessita uma boa modelagem numérica dos objetos geológicos da sub superfície, que inclui entre outras etapas: interpretação sísmica e geração de malha. Esta tese apresenta um estudo nessas duas áreas. O primeiro estudo é uma contribuição para interpretação de dados sísmicos, que se baseia na detecção automática de falhas sísmicas usando redes neurais profundas. Em particular, usamos Redes Neurais Convolucionais (RNCs) diretamente sobre mapas de amplitude sísmica, com a particularidade de usar dados sintéticos para treinar a rede com o objetivo final de classificar dados reais. Num segundo estudo, propomos um novo algoritmo para geração de malhas bidimensionais de quadrilaterais para estudos geomecânicos, baseado numa abordagem inovadora do método de quadtree: definimos novos padrões de subdivisão para adaptar a malha de maneira eficiente a qualquer geometria de entrada. As malhas obtidas podem ser usadas para simulações com o Método de Elementos Finitos (MEF). / [en] Safe oil exploration requires good numerical modeling of the subsurface geobodies, which includes among other steps: seismic interpretation and mesh generation. This thesis presents a study in these two areas. The first study is a contribution to data interpretation, examining the possibilities of automatic seismic fault detection using deep learning methods. In particular, we use Convolutional Neural Networks (CNNs) on seismic amplitude maps, with the particularity to use synthetic data for training with the goal to classify real data. In the second study, we propose a new two-dimensional all-quadrilateral meshing algorithm for geomechanical domains, based on an innovative quadtree approach: we define new subdivision patterns to efficiently adapt the mesh to any input geometry. The resulting mesh is suited for Finite Element Method (FEM) simulations.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-08-29Bitstream added on 2014-06-13T18:07:17Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_kpm_me_ilha.pdf: 4592597 bytes, checksum: 54231cd87b58b957eaaa00ebf38e513b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho trata da elaboração de um aplicativo computacional em Visual Basic capaz de gerar malhas estruturadas e não estruturadas sobre domínios bidimensionais multiplamente conexos. Esta geração deverá ocorrer de modo bastante automático com pouca intervenção do usuário, a qual será efetuada através de uma interface gráfica amigável. Para armazenamento das malhas definiu-se uma estrutura de dados de fácil compatibilidade com aplicativos computacionais baseados no método dos elementos finitos para solução de problemas do tipo convectivo-difusivo. Os tipos de células (elementos finitos) que foram implementadas são: células triangulares lineares e células quadrilaterais quadráticas. Adicionalmente gerou-se malhas bidimensionais para solução de problemas clássicos do tipo convectivo-difusivo, utilizando-se códigos de elementos finitos já desenvolvidos por pesquisadores do grupo de pesquisa. / The mesh generation is needed in many applications of numerical methods such as finite difference, finite volume and finite element methods. In this work the algebraic method has been applied to generate 2D structured and unstructured mesh of quadrilateral and triangular elements by using Visual Basic. Both linear and quadratic elements can be generated. The connectivity, the nodes coordinates and contour nodes can be saved in an automatic way for a posterior use in, for example, a solver of finite element methods. A friendly interface has been developed for easy usage by users. Some tests have been done in applications of convective-diffusive fluid flows problems using solvers previously constructed, based on finite elements methods to demonstrate the capabilities of the mesh generator.

Resumo: Este trabalho trata da elaboração de um aplicativo computacional em Visual Basic capaz de gerar malhas estruturadas e não estruturadas sobre domínios bidimensionais multiplamente conexos. Esta geração deverá ocorrer de modo bastante automático com pouca intervenção do usuário, a qual será efetuada através de uma interface gráfica amigável. Para armazenamento das malhas definiu-se uma estrutura de dados de fácil compatibilidade com aplicativos computacionais baseados no método dos elementos finitos para solução de problemas do tipo convectivo-difusivo. Os tipos de células (elementos finitos) que foram implementadas são: células triangulares lineares e células quadrilaterais quadráticas. Adicionalmente gerou-se malhas bidimensionais para solução de problemas clássicos do tipo convectivo-difusivo, utilizando-se códigos de elementos finitos já desenvolvidos por pesquisadores do grupo de pesquisa. / Abstract: The mesh generation is needed in many applications of numerical methods such as finite difference, finite volume and finite element methods. In this work the algebraic method has been applied to generate 2D structured and unstructured mesh of quadrilateral and triangular elements by using Visual Basic. Both linear and quadratic elements can be generated. The connectivity, the nodes coordinates and contour nodes can be saved in an automatic way for a posterior use in, for example, a solver of finite element methods. A friendly interface has been developed for easy usage by users. Some tests have been done in applications of convective-diffusive fluid flows problems using solvers previously constructed, based on finite elements methods to demonstrate the capabilities of the mesh generator. / Orientador: João Batista Aparecido / Coorientador: João Batista Campos Silva / Banca: Amarildo Tabone Paschoalini / Banca: Carlos Roberto Ribeiro / Mestre

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This work describes a technique for generating parametric surfaces meshes using parallel computing, with distributed memory processors. The input for the algorithm is a set of parametric patches that model the surface of a given object. A structure for spatial partitioning is proposed to decompose the domain in as many subdomains as processes in the parallel system. Each subdomain consists of a set of patches and the division of its load is guided following an estimate. This decomposition attempts to balance the amount of work in all the subdomains. The amount of work, known as load, of any mesh generator is usually given as a function of its output size, i.e., the size of the generated mesh. Therefore, a technique to estimate the size of this mesh, the total load of the domain, is needed beforehand. This work makes use of an analytical average curvature calculated for each patch, which in turn is input data to estimate this load and the decomposition is made from this analytical mean curvature. Once the domain is decomposed, each process generates the mesh on that subdomain or set of patches by a quad tree technique for inner regions, advancing front technique for border regions and is finally applied an improvement to mesh generated. This technique presented good speed-up results, keeping the quality of the mesh comparable to the quality of the serially generated mesh. / Este trabalho descreve uma tÃcnica para gerar malhas de superfÃcies paramÃtricas utilizando computaÃÃo paralela, com processadores de memÃria compartilhada. A entrada para o algoritmo à um conjunto de patches paramÃtricos que modela a superfÃcie de um determinado objeto. Uma estrutura de partiÃÃo espacial à proposta para decompor o domÃnio em tantos subdomÃnios quantos forem os processos no sistema paralelo. Cada subdomÃnio à formado por um conjunto de patches e a divisÃo de sua carga à guiada seguindo uma estimativa de carga. Esta decomposiÃÃo tenta equilibrar a quantidade de trabalho em todos os subdomÃnios. A quantidade de trabalho, conhecida como carga, de qualquer gerador de malha à geralmente dada em funÃÃo do tamanho da saÃda do algoritmo, ou seja, do tamanho da malha gerada. Assim, faz-se necessÃria uma tÃcnica para estimar previamente o tamanho dessa malha, que à a carga total do domÃnio. Este trabalho utiliza-se de um cÃlculo de curvatura analÃtica mÃdia para cada patch, que por sua vez, à dado de entrada para estimar esta carga e a decomposiÃÃo à feita a partir dessa curvatura analÃtica mÃdia. Uma vez decomposto o domÃnio, cada processo gera a malha em seu subdomÃnio ou conjunto de patches pela tÃcnica de quadtree para regiÃes internas, avanÃo de fronteira para regiÃes de fronteira e por fim à aplicado um melhoramento na malha gerada. Esta tÃcnica apresentou bons resultados de speed-up, mantendo a qualidade da malha comparÃvel à qualidade da malha gerada de forma sequencial.