Vortex filaments are isolated tubes of vorticity, the behaviour of which is important to the understanding of the fluid flows they are found in. Vortex reconnection, the change in filament topology when filaments collide, is a particular phenomenon that cannot be modelled by the traditional vortex method, which leads (Ghuneim, 2002) to integrate it with the level set method. However, the computational complexity of this method's traditional implementation severly limits the types of simulations possible. Motivated by this, we propose a new level set implementation that stores voxels in a tree data structure such that neighborhood relationships are recursively encoded. We then modify the hybrid method to use this data structure, allowing for longer, more expansive, accurate and versatile filament evolutions. A simpler mechanism for handling reconnections is also proposed. We demonstrate the advantages of the extended hybrid method and the new level set implementation with simulations of a variety of laboratory filament evolutions with reconnection events. / Les filaments de vortex sont des tubes de vorticité isolés, et il est important de comprendre leur comportement pour caractériser les fluides dans lesquels ils apparaissent. La reconnection de vortex, i.e. le changement de topologie qui survient lorsque des filaments entrent en collision, est un phénomène particulier qui ne peut être modelisé par la méthode traditionnelle des vortex, ce qui mène (Ghuneim, 2002, Ghuneim et al., 2002) à l'intégrer avec la méthode des ensembles de niveau. Cependant, la complexité de l'implémentation traditionnelle de la méthode des ensembles de niveau limite grandement le type de simulations qui sont possibles. Motivés par ceci, nous proposons une nouvelle implémentation qui organise les voxels dans une structure de données en arbre, ce qui permet des évolutions de filaments plus longues, plus étendues, plus précises et plus versatiles. Un méchanisme simplifié pour gérer les reconnections est aussi proposé. Nous démontrons les avantages de la méthode hybride étendue et de la nouvelle implémentation par ensembles de niveau par des simulations d'une variété d'évolutions de filaments avec des événements de reconnection.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.18476 |
| Date | January 2007 |
| Creators | Eckbo, Ryan |
| Contributors | Kaleem Siddiqi (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (School of Computer Science) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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