Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/8704
Type: Tese
Title: A stable tensor-based deflection model for controlled fluid simulations
Author(s)/Inventor(s): Renhe, Marcelo Caniato
Advisor: Esperança, Claudio
Co-advisor: Vieira, Marcelo Bernardes
Abstract: A associação entre fluidos e tensores pode ser observada em algumas situações práticas, como em ressonância magnética por tensores de difusão ou em escoamento permeável. Para fins de simulação, tensores podem ser usados para restringir o escoamento do fluido ao longo de direções específicas. Este trabalho visa explorar esta relação tensor-fluido e propor um método para controlar o escoamento usando um campo de tensores de orientação. Para atingir nossos objetivos, nós expandimos a formulação matemática que governa a dinâmica de fluidos para alterar localmente o momento, defletindo o fluido para trajetórias desejadas. Tomando como base abordagens clássicas para simulação de fluidos em computação gráfica, o método numérico é alterado para acomodar a nova formulação. Controlar o processo de difusão pode também ajudar na visualização de campos tensoriais, onde frequentemente busca-se detectar e realçar caminhos de interesse. Os experimentos realizados mostram que o fluido, induzido pelo campo tensorial subjacente, percorre trajetórias significativas, resultando em um método que é numericamente estável e adequado para fins de visualização e animação.
Abstract: The association between fluids and tensors can be observed in some practical situations, such as diffusion tensor imaging and permeable flow. For simulation purposes, tensors may be used to constrain the fluid flow along specific directions. This work seeks to explore this tensor-fluid relationship and to propose a method to control fluid flow with an orientation tensor field. To achieve our purposes, we expand the mathematical formulation governing fluid dynamics to locally change momentum, deflecting the fluid along intended paths. Building upon classical computer graphics approaches for fluid simulation, the numerical method is altered to accomodate the new formulation. Gaining control over fluid diffusion can also aid on visualization of tensor fields, where the detection and highlighting of paths of interest is often desired. Experiments show that the fluid adequately follows meaningful paths induced by the underlying tensor field, resulting in a method that is numerically stable and suitable for visualization and animation purposes.
Keywords: Engenharia de Sistemas e Computação
Controle de fluidos
Relação tensor-fluido
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Computação
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jun-2017
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/11422/8704
Appears in Collections:Engenharia de Sistemas e Computação

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