Analysis and visualisation of structures in digital flow fields

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Neue Messtechniken erlauben es, Strömungsfelder zunehmend feiner in Raum und Zeit aufzulösen. Die Annahme, dass man damit automatisch kompliziertere Strömungsvorgänge besser beschreiben und verstehen könne, trifft jedoch zunächst nicht zu, da die Strömungsphysik erst einmal in den dabei produzierten großen Datenmengen eher versteckt als evident ist. Im vorliegenden Teilprojekt sollen daher Algorithmen untersucht, entwickelt und erprobt werden, die dazu beitragen, von der Strömungsmechanik definierte Phänomene in den Messdaten zu identifizieren, diese aussagekräftig und in ihrer zeitlichen Entwicklung zu visualisieren, und sie somit einer quantitativen Auswertung auf einem höheren Abstraktionsniveau zuzuführen. Diese Verfahren setzen vor allem für dreidimensionale und zeitabhängige Daten effiziente Datenvorverarbeitung wie Filterung und Kompression sowie interaktive Skalar- und Vektorfeldvisualisierung voraus. Insgesamt sind diese Methoden damit letztendlich eine Grundlage dafür, dass die neuen Messverfahren zielführend eingesetzt und weiterentwickelt werden können. Grundidee dieses Vorhabens ist es, die umfangreichen Erfahrungen der Antragsteller im Bereich der Gewinnung charakteristischer Merkmale aus Daten der numerischen Strömungssimulation und im Bereich der interaktiven Analyse und Visualisierung von regulären Volumendaten zusammen zu führen und für den Einsatz bei Strömungsmessdaten weiterzuentwickeln. Auf Basis der vielfältigen Vorarbeiten können die Algorithmen schon in einer frühen Projektphase anhand vorhandener DNS- und phasengemittelter PIV-Daten für instationäre Strömungen überprüft werden. Die Verfahren sollen dabei so "robust" gemacht werden, dass sie auf reale Messdaten der Projektpartner angewendet werden können, sobald solche vorliegen.