This work proposes a high performance computing environment using digital image correlation techniques to determine physical quantities associated with engineering problems. Software ar- chitecture supports this computing environment, integrating several advanced technologies for calculation of displacement and strain fields of structural elements from testing. The method- ology applies the study of concepts, formulations and techniques for image processing, digital image correlation, high performance computing and software architecture. The methodology also includes specific procedures in a single environment for the evaluation of physical quanti- ties. Among the main procedures used in the presented software architecture, one can cite the digital image correlation techniques known as Full-Field and Subset, non-linear optimization methods and two-dimensional interpolations. In addition, high performance computing strate- gies are included into the computing environment to achieve performance speed-ups on evalu- ating the displacement fields using digital image correlation. Comparisons with Scale Invariant Feature Transform and Q4-DIC are also evaluated. Following, the development of a computer prototype has the purpose of validating the presented high performance environment, allowing the calculation of physical quantities in structural elements through the correlation of digital images. Then, submission of case studies into the prototype validates data acquired from tech- nologies built into the prototype, including quantitative analysis of results and measurement of computational time. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho apresenta um ambiente computacional de alto desempenho que utiliza téc- nicas de correlação de imagens digitais para determinação de grandezas físicas associadas a problemas de engenharia. Sua arquitetura computacional integra diversas tecnologias avança- das para o cálculo dos campos de deslocamentos de elementos estruturais a partir de ensaios. A metodologia utilizada prevê o estudo de conceitos, formulações e técnicas de arquitetura de software, processamento de imagens, correlação de imagens digitais e computação de alto desempenho, além de incorporar procedimentos específicos em um ambiente único para a de- terminação de grandezas físicas. Dentre os principais procedimentos utilizados na arquitetura apresentada, pode-se citar as abordagens locais e globais de correlação de imagens digitais, mé- todos de otimização não-linear e interpolações bidimensionais. Também são incorporadas ao ambiente computacional estratégias de computação de alto desempenho para alcançar ganhos de performance na determinação dos campos de deslocamentos e deformações usando a corre- lação de imagens digitais. Uma comparação com o método Scale Invariant Feature Transform e com o método Q4-DIC de análise de imagens também são realizadas. Um protótipo compu- tacional é desenvolvido com o objetivo de validar o ambiente de alto desempenho apresentado, permitindo o monitoramento de elementos estruturais através da correlação de imagens digitais. Também são realizados estudos de casos que permitem a verificação de tecnologias incorpora- das ao protótipo apresentado, incluindo análises quantitativas de resultados e medição de tempo computacional.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufal.br:riufal/1502 |
| Date | 04 April 2016 |
| Creators | Várady Filho, Christiano Augusto Ferrario |
| Contributors | Lira, William Wagner Matos, http://lattes.cnpq.br/2111322410973385, Lages, Eduardo Nobre, http://lattes.cnpq.br/8426984413248108, Ramos Júnior, Adeildo Soares, http://lattes.cnpq.br/3156454754179977, Codes, Rodrigo Nogueira de, http://lattes.cnpq.br/1099550358065745 |
| Publisher | Universidade Federal de Alagoas, Brasil, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UFAL |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFAL, instname:Universidade Federal de Alagoas, instacron:UFAL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/1502/2/license.txt, bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/1502/1/Um+ambiente+computacional+de+alto+desempenho+para+c%C3%A1lculo+de+deslocamentos+usando+correla%C3%A7%C3%A3o+de+imagens+digitais.pdf |
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