Graphisch-Interaktive Strömungsvisualisierung

1 Einleitung und Übersicht.- 1.1 Einleitung.- 1.2 Problemstellung.- 1.3 Zielsetzung und Vorgehens weise.- 1.4 Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse.- 1.5 Gliederung.- 2 Strömungen und Strömungssimulationen.- 2.1 Strömungsmessung und Strömungsberechnung.- 2.2 Strömungsmechanik und numerische Verfahren.- 2.3 Nicht-reguläre Simulationsgitter.- 3 Strömungsvisualisierung.- 3.1 Experimentelle StrömungsVisualisierung.- 3.2 Technisch-wissenschaftliche Daten Visualisierung.- 3.3 Graphisch-interaktive Strömungsvisualisierung.- 4 Voxelisierung — Überführung in ein reguläres Gitter.- 4.1 Verfahren der Überführung in reguläre Gitter.- 4.2 Konsequenzen der Voxelisierung.- 5 Lokale Interpolation in nicht-regulären Gittern.- 5.1 Interpolation im physikalischen Raum.- 5.2 Interpolation im Berechnungsraum.- 5.3 Formfunktionen der gebräuchlichsten Elementtypen.- 5.4 Invertierung der Formfunktionen.- 6 Integration von Vektorfeldern.- 6.1 B ahnlinien und Stromlinien.- 6.2 Algorithmen für die graphisch-interaktive Strömungsvisualisierung.- 6.3 Partikelverfolgung in regulären Gittern.- 6.4 Integrationsverfahren.- 6.5 Partikelverfolgung in curvilinearen Gittern.- 6.6 Partikelverfolgung in unstrukturierten Gittern.- 6.7 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse.- 7 Extraktion polygonaler Niveauflächen.- 7.1 Verfahren zur Niveauflächenbestimmung.- 7.2 Extraktion polygonaler Niveauflächen in nicht-regulären Gittern.- 7.3 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse.- 8 Data Probing.- 8.1 Punkt-Proben und Linien-Proben.- 8.2 Flächen-Proben und Volumen-Proben.- 8.3 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse.- 9 Direktes Volumenrendern.- 9.1 Verfahren des Direkten Volumenrenderns.- 9.2 Projektion nicht-regulärer Gitter.- 9.3 Raycasting nicht-regulärerGitter.- 10 Interaktion und Interaktivität bei der Strömungsvisualisierung.- 10.1 Interaktion und Navigation.- 10.2 Parallelisierung rechenaufwendiger Visualisierungstechniken.- 10.3 Parallelisierung auf „Multi Processor Shared Memory“ Systemen.- 10.3.1 Parallelisierung in Netzwerken.- 10.4 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse.- 11 Implementierungen und Anwendungen.- 11.1 Simulation der Atemströmung in der menschlichen Nase.- 11.2 Das datenflußorientierte Visualisierungssystem apE.- 11.3 Das monolitische Visualisierungssystem IS VAS.- 11.4 Testbett für neue Interaktions- und Visualisierungstechniken: ICV.- 11.5 Das „Virtual Reality“ System Virtual Design II.- 12 Ausblick.