Zugl.: Karlsruhe, Univ., Diss., 2008 / Hergestellt on demand. - Auch im Internet unter der Adresse http://uvka.ubka.uni-karlsruhe.de/shop/isbn/978-3-86644-260-3 verfügbar

Thesis (Ph. D.)--Rutgers University, 2007. / "Graduate Program in Computer Science." Includes bibliographical references (p. 63-66).

Zugl.: Bremen, Univ., Diss., 2009

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2006.

Essen, Universiẗat, Diss., 2005--Duisburg.

Submitted by AMAURI GABRIEL DE JESUS JUNIOR null (engcomp.amauri@gmail.com) on 2016-04-26T22:38:30Z No. of bitstreams: 1 dissertacao.pdf: 2768291 bytes, checksum: 95f3a5b55640c18b626bd655f9d741ed (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-04-28T20:45:50Z (GMT) / Submitted by AMAURI GABRIEL DE JESUS JUNIOR null (engcomp.amauri@gmail.com) on 2016-04-29T13:43:21Z No. of bitstreams: 1 dissertacao.pdf: 2771977 bytes, checksum: 4fbc89c116e007f08725eca70f97172a (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: A versão final da dissertação deve ser submetida no formato PDF (Portable Document Format) e o arquivo não deve estar protegido. Por favor, corrija o arquivo PDF e realize uma nova submissão com o arquivo desprotegido. Agradecemos a compreensão. on 2016-04-29T17:34:45Z (GMT) / Submitted by AMAURI GABRIEL DE JESUS JUNIOR null (engcomp.amauri@gmail.com) on 2016-05-05T22:21:23Z No. of bitstreams: 1 dissertacao.pdf: 2771977 bytes, checksum: 4fbc89c116e007f08725eca70f97172a (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-05-09T20:13:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 jesusjunior_ag_me_prud.pdf: 2771977 bytes, checksum: 4fbc89c116e007f08725eca70f97172a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T20:13:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 jesusjunior_ag_me_prud.pdf: 2771977 bytes, checksum: 4fbc89c116e007f08725eca70f97172a (MD5) Previous issue date: 2016-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esse trabalho apresenta um estudo sobre técnicas de reinicialização para métodos level-set com aplicação em escoamentos de fluidos. O transporte da interface é feito com um método WENO de quinta ordem para as derivadas espaciais, e um Runge-Kutta de terceira ordem para a derivada temporal. Utilizamos malha uniforme, no contexto de diferenças finitas, e nos limitamos a estudar casos bidimensionais. Após o estudo da advecção da interface, apresentamos duas técnicas de reinicialização para restaurar a propriedade de função distância da função level-set sem, que haja perda de massa. A primeira das técnicas consiste na resolução de uma equação diferencial parcial, e a outra é puramente geométrica. Utilizando as Equações de Navier-Stokes, estudamos duas técnicas para o cálculo da força devido à tensão superficial: CSF e SSF. Apresentamos testes numéricos com velocidade prescrita para verificar as duas técnicas de reinicialização, e resolvemos problemas de escoamentos bifásicos com tensão superficial para verificar como as duas técnicas de reinicialização se comportam nesse tipo de problema. / This work presents a study about redistancing schemes for level-set methods with applications in fluid flow. The transport of the interface is performed with a fifth order WENO scheme combined with a third order accurate Runge-Kutta method. After the advection of the interface, we analise two redistancing methods to restore the distance function property of the level-set function. The first method consists in the solution of a partial differential equation, while the other is fully geometric. Using the Navier-Stokes equations, we study two different techniques for the calculation of the surface tension force: CSF and SSF. In order to numerically verify the two redistancing schemes, we present tests with prescribed velocity field. Finally, we apply the redistancing techniques for solving biphase fluid flows in the presence of the surface tension.

abstract: This dissertation describes a process for interface capturing via an arbitrary-order, nearly quadrature free, discontinuous Galerkin (DG) scheme for the conservative level set method (Olsson et al., 2005, 2008). The DG numerical method is utilized to solve both advection and reinitialization, and executed on a refined level set grid (Herrmann, 2008) for effective use of processing power. Computation is executed in parallel utilizing both CPU and GPU architectures to make the method feasible at high order. Finally, a sparse data structure is implemented to take full advantage of parallelism on the GPU, where performance relies on well-managed memory operations. With solution variables projected into a kth order polynomial basis, a k+1 order convergence rate is found for both advection and reinitialization tests using the method of manufactured solutions. Other standard test cases, such as Zalesak's disk and deformation of columns and spheres in periodic vortices are also performed, showing several orders of magnitude improvement over traditional WENO level set methods. These tests also show the impact of reinitialization, which often increases shape and volume errors as a result of level set scalar trapping by normal vectors calculated from the local level set field. Accelerating advection via GPU hardware is found to provide a 30x speedup factor comparing a 2.0GHz Intel Xeon E5-2620 CPU in serial vs. a Nvidia Tesla K20 GPU, with speedup factors increasing with polynomial degree until shared memory is filled. A similar algorithm is implemented for reinitialization, which relies on heavier use of shared and global memory and as a result fills them more quickly and produces smaller speedups of 18x. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Aerospace Engineering 2015

Ingeniero Civil Matemático / El objetivo central de esta memoria es estudiar un problema inverso geométrico en mecánica de fluidos y realizar un procedimiento de reconstrucción numérica que permita recuperar distintos cuerpos rígidos inmersos en un fluido viscoso, siendo de especial interés el caso de cuerpos no convexos. Para llevar a cabo esta reconstrucción numérica se utiliza el llamado método level set. El método level set fue introducido por S. Osher y J. A. Sethian como un método simple y versátil para calcular y analizar el movimiento de una interface Γ bajo un campo de velocidades V, en dos y tres dimensiones, donde Γ es la frontera de una región Ω. Por otra parte en los problemas inversos geométricos, es decir, problemas donde la incógnita es una forma geométrica, el enfoque estándar para la solución de estos consiste en parametrizar la forma geométrica y aplicar métodos de regularización directamente a la parametrización. Este enfoque sufre de la limitación que para obtener aproximaciones convergentes se tiene que tener un conocimiento a priori de la estructura y topología de la forma geométrica buscada. Por esta razón, recientemente se han considerado enfoques alternativos para la solución de problemas de reconstrucción de formas geométricas, entre ellos el método level set, el cual fue utilizado inicialmente en el procesamiento de imágenes digitales. La presente memoria esta estructurada de la siguiente manera. En el Capítulo 1 se realiza una introducción al trabajo realizado. En el Capítulo 2 se hace una introducción a los problemas inversos, se define el problema inverso geométrico de detección de obstáculos dentro de un fluido y se muestran los resultados de identificabilidad y estabilidad para este problema. En el Capítulo 3 se estudia el método de los elementos finitos y la resolución del problema de Stokes usando dicho método, en donde se muestran el algoritmo de Uzawa y el algoritmo numérico para Stokes usado en esta memoria. En el Capítulo 4 se presenta el método de diferenciación con respecto al dominio, el cual resulta fundamental para posteriormente realizar el cálculo de la primera derivada local del funcional de costo asociado al problema inverso geométrico en estudio. En el Capítulo 5 se presenta el método level set, estudiando los movimientos por curvatura media y en dirección normal, la ecuación de reinicialización y la extensión del campo de velocidades. Además, se muestra su aplicación a la optimización de formas y se utiliza la diferenciación con respecto al dominio para deducir la expansión de primer orden del funcional de costo asociado al problema. En el Capítulo 6 se muestran los principales resultados numéricos obtenidos al usar el método level set, recuperando diferentes obstáculos (incluyendo algunos de geometría no convexa), para lo cual se ha utilizado el programa FreeFem. Finalmente, se presentan las principales conclusiones obtenidas de este trabajo de título.

La construction du réseau de failles d'un domaine géologique à l'aide d'un logiciel de géomodélisation peut être longue et fastidieuse pour des géométries et des contacts de failles complexes et peu marqués sur les données de subsurface. En utilisant une représentation implicite de ces surfaces de faille par des champs de potentiel calculés sur un maillage tétraédrique, le processus de création d'un modèle structural a été totalement automatisé. Les contacts de failles sont détectés et des surfaces avec une géométrie cohérente au niveau des contacts sont construites. Les champs de potentiel permettent la modification du réseau de failles tout en préservant la cohérence géologique du modèle. Une technique développée ici permet également de corriger la géométrie d'un maillage tétraédrique à proximité des failles. Ainsi, de nouvelles informations ou interprétations ou des perturbations représentant les incertitudes sur la position des failles sont intégrées au modèle géologique / One of the first steps when a geological study area is modelled in three-dimensional geomodelling software is to build the fault network. This can be tedious and time-consuming when fault geometry and branching are complex and difficult to locate from sub-surface data. The process of creating a three-dimensional structural model from various data types was entirely automated by using an implicit representation of fault surfaces by level sets computed on a tetrahedral mesh. Fault branching is detected automatically and surfaces with coherent contact geometry are built. Using level sets for fault surfaces also enables easy editing of the fault network while maintaining the geological consistency of the model. A further tetrahedral mesh editing technique was developed during this PhD in order to modify mesh geometry close to faults. New information or interpretations or perturbations which represent geometrical uncertainty on faults can thus be integrated to the geological model

This thesis contains two main parts, theoretical and implementation. In the theoretical part, there are described the different segmentation methods. Mainly it is about description method Level Set. The aim of practical part was to create a java module for segmentation of biomedical images using Level Set methods. The work solves example of a simple GUI for the display of results.