Institute for Visualization and Interactive Systems
IMMD IX - Strömungsvisualisierung
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Strömungsvisualisierung
Durch die Leistungssteigerungen der Höchstleistungsrechner und die
Fortschritte auf dem Gebiet der numerischen Verfahren sind in den
letzten Jahren zeitabhängige, dreidimensionale Strömungssimulationen
möglich geworden. In den meisten Fällen können die hierbei
produzierten riesigen Datenmengen nicht mehr mit den traditionellen
Plotpaketen und Postprozessoren untersucht und bewertet werden.
Benötigt werden vielmehr interaktive Werkzeuge, die in enger Kopplung
mit der Berechnung und unter Ausnutzung aller Möglichkeiten der
dreidimensionalen Darstellung (Geometrie, Farbe, Beleuchtung,
Texturen, etc.) neue Darstellungsmethoden für Skalar-, Vektor- und
Tensorfelder, sowie die effiziente Aufbereitung zu Bildern oder
Filmsequenzen ermöglichen. Die Forschungsaktivitäten in diesem
weiten Feld wurden in folgenden Projekten begonnen:
Visualisierungpakete:
Verschiedene Toolkits wurden installiert
und hinsichtlich ihrer Filter- und Mapping-Möglichkeiten
untersucht. Dabei wurden gerade im Bereich der Unterstützung von
flexiblen Gitterstrukturen große Performanceunterschiede
deutlich. Für das Paket IRIS Explorer wurden die Probleme bei der
automatischen Generierung von Bildsequenzen für die
Videogenerierung gelöst.
Visualisierung von Vektorfeldern:
Viele der neueren Verfahren
zur Visualisierung von 3D-Vektorfeldern sind bisher in keiner
Produktionsumgebung vorhanden und können daher auch nicht in ihrem
realen Anwendungsnutzen bewertet werden. Im Rahmen von IRIS Explorer
wurde daher ein Modul zum effizienten Particle-Tracing in
strukturierten Gittern entwickelt, das als Grundlage für die
Visualisierung von 3D-Vektorfeldern mit Hilfe von Strömungsbändern
dient. Untersucht wird, wie sich verschiedene lokale
Feldeigenschaften auf die Bänder abbilden lassen.
Integration von Simulation und Visualisierung:
Schon aus
Gründen der Speicherplatzeffizienz kann die traditonelle Trennung
von graphischer Aufbereitung und Berechung nicht aufrecht erhalten
werden. Die Dateischnittstelle muß durch eine engere Kopplung
(Inter-Prozess-Kommunikation und schnelle Netze) ersetzt werden.
Um die Vorteile dieses Interactive Steering besser demonstrieren zu
können, wurde ein in FORTRAN implementierter äußerst
umfangreicher Code zur Strömungssimulationen als ein IRIS Explorer
Module gekapselt, das durch Drag-and-Drop transparent auf einer
beliebigen Maschine im Cluster gestartet werden kann.
