Vergleichende Visualisierung mit Schwerpunkt auf Tensorfeldern mit Anwendung in der numerischen und experimentellen Strukturmechanik

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Zur Analyse komplexer physikalischer oder technischer Phänomene werden häufig numerische oder experimentelle Simulationen eingesetzt. Für das Verständnis und die Verifikation der verwendeten Modelle ist eine detaillierte Analyse sowie ein Vergleich der erzeugten Daten von großer Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist für ausgewählte Anwendungen aus den Bereichen Strukturmechanik und Materialwissenschaften, automatisch die wesentlichen Informationen aus den Daten zu extrahieren und darzustellen. Im Bereich Erdbebenforschung könnte dies ein Vergleich von Satelliten-basierten Beobachtungsdaten, numerischen Simulationen der Ausbreitung seismischer Wellen, sowie Daten aus Experimenten zur Untersuchung des Verhaltens und der Belastungen verschiedener Materialien während eines Erdbebens sein. Die erzeugten Daten sind oft eine Kombination aus Skalar-, Vektor- und Tensorfeldern mit unterschiedlicher Struktur: strukturierte, dichte Daten aus Simulationen, zerstreute, dünn besetzte Daten aus Experimenten. In diesem Projekt will ich mich auf folgende Schwerpunkte konzentrieren: Entwicklung geeigneter Interpolationsverfahren sowie Registrierungsmethoden; Definition von charakteristischen Merkmalen und Metriken für deren Ausprägung als Basis für einen Vergleich; Entwicklung von Verfahren zur automatischen Extraktion dieser Merkmale; Anpassung existierender und Entwicklung neuer Methoden zur Visualisierung von Tensorfeldern; Integration dieser Methoden in ein flexibles Visualisierungstool. Um diese Ziele zu erreichen, ist geplant die bereits bestehende enge Zusammenarbeit mit Anwendern fortzusetzen.