Entropy guided visualization and analysis of multivariate spatio-temporal data generated by physically based simulation
Fizik tabanlı simülasyonlardan elde edilmiş çok-değişkenli uzam-zamansal verilerin entropi rehberliğinde analizi ve görselleştirmesi
- Tez No: 377411
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SELİM BALCISOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Fizik tabanlı simülasyonlar ile üretilen akış alanları, çok-değişkenli uzam-zamansal verilerin alt kümesi olup, bu verilerden sıvı davranışlarını yorumlamayı sağlayan görsellerin çıkarılması veri karmaşıklığından dolayı zordur. Bu tez içerisinde, vektör akış alanlarıın görselleştirme ve analizine yardımcı olmak üzere, Bilgi Kuramı'ndan faydalanılarak entropi haritaları çıkarılmaktadır. Ana katkı olarak, her örneklem penceresi için Temel Bileşen Analizi ile bulunan, polar koordinat düzleminde en yüksek yönsel varyasyonu veren projeksiyon kullanılarak yansıtılmış 3 boyutlu vektör alanlarının histogramları hesaplanmış ve geleneksel metotlardan daha az hatayla sonuçlar elde edilmiştir. Entropi haritaları üretilmesi için önerilen metodun değerlendirilmesi için, entropi rehberliğinde farklı veri setlerinin görselleştirilmesi sunulmuştur. Oluşturulan imgelerde yüksek entropili alanlar ve uyumlu yönsel bileşenler karışıklığa yol açmadan görünür haldedir. Araştırma amaçlı hazır veri setlerine ek olarak, geliştirilen Yumuşatılmış Parçacık Hidrodinamiği (YPH) simülasyon altyapısı ile üretilmiş akış alanları da kullanılmıştır. YPH akışkan simülasyonları için yaygın olarak kullanılan bir metot olup, doğrudan görselleştirme teknikleri ile yorumlanması zor veri setleri oluşturmaktadır. Sıvı içerisinde batmakta olan parçacık davranışına yakınsama hesabında faydalı olduğu bilinen kesirli türevler kullanılarak, YBH uygulamasının performans ve kararlığını artıran iyileştirme de sunulmaktadır.
Özet (Çeviri)
Flow fields produced by physically based simulations are subsets of multivariate spatiotemporal data, and have been in interest of many researchers for visualization, since the data complexity makes it difficult to extract representative views for the interpretation of fluid behavior. In this thesis, we utilize Information Theory to find entropy maps for vector flow fields, and use entropy maps to aid visualization and analysis of the flow fields. Our major contribution is to use Principal Component Analyses (PCA) to find a projection that has the maximal directional variation in polar coordinates for each sampling window in order to generate histograms according to the projected 3D vector field, producing results with fewer artifacts than the traditional methods. Entropy guided visualization of different data sets are presented to evaluate proposed method for the generation of entropy maps. High entropy regions and coherent directional components of the flow fields are visible without cluttering to reveal fluid behavior in rendered images. In addition to using data sets those are available for research purposes, we have developed a fluid simulation framework using Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) to produce flow fields. SPH is a widely used method for fluid simulations, and used to generate data sets that are difficult to interpret with direct visualization techniques. A moderate improvement for the performance and stability of SPH implementations is also proposed with the use of fractional derivatives, which are known to be useful for approximating particle behavior immersed in fluids.
Benzer Tezler
- Genişletilmiş Gauss-Bonnet kuramında kozmolojik genişleme problemi ve entropinin doğası
Cosmological expansion problem and the nature of entropy in extended Gauss-Bonnet gravity
ALİ İHSAN KESKİN
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiDicle ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İRFAN AÇIKGÖZ
- Yeni nesil enerji kaynağı olan temiz enerji oluşturabilecek bor türevlerinden hidrojen eldesi için yeni tip nanokatalizörlerin hazırlanması ve nanoteknolojik uygulamaları
The synthesis and applications of new types of nanomaterials for a hydrogen based boron materials as a clean energy sources
ESMA ERKEN
- Kuantum Fisher Bilgisi Optimizasyonu Önerisi ve Dolanıklık Ölçütleri ile ilişkisi
A Proposal for Quantum Fisher Information Optimization and its Relation with Entanglement Measures
VOLKAN EROL
Doktora
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOkan ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AZMİ ALİ ALTINTAŞ
DOÇ. DR. FATİH ÖZAYDIN
- (La1-xREx)0.67Pb0.33MnO3 (RE = Pr, Sm, Er) manganit bileşiklerinin yapısal, manyetik ve manyetokalorik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural, magnetic and magnetocaloric properties of (La1-xREx)0.67Pb0.33MnO3 (RE = Pr, Sm, Er) manganite compounds
SELDA KILIÇ ÇETİN
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET EKİCİBİL
- SbXI (X=S,Se,Te) bileşiklerinin yapısal, dinamik ve termodinamik özelliklerinin AB initio yöntemiyle incelenmesi
Investigation of structural, dynamic and thermodynamic properties of SbXI (X=S,Se,Te) compounds with AB initio method
TAHSİN ÖZER
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÇABUK