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: Entropi, Görselleştirme, Vektör alanları, Entropy, Visualization, Vector fields
- 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: Belirtilmemiş.
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
- Prioritized exploration strategy based on invasion percolation guidance
Kuşatma amaçlı süzülüm temelli önceliklendirilmiş keşif stratejileri
MURAT KARAHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDAN M. ERKMEN
PROF. DR. İSMET ERKMEN
- Systems biomedicine and pharmacology approaches for drug repositioning to uncover candidate anti-cancer drugs
Aday kanser karşıtı ilaçların bulunması için sistem biyotıp ve farmakolojisi yaklaşımı ile ilaç repozisyonu
BESTE TURANLI
Doktora
İngilizce
2018
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Bilim Dalı
DOÇ. DR. KAZIM YALÇIN ARĞA
- Çok kriterli karar verme yöntemleri ile illerin yatırım ortamlarının karşılaştırılması: Türkiye'de bir uygulama
The comparison of the investment climate of provinces by multi-criteria decision making methods: A study in Turkey
MUHAMMED ÇUBUK
Doktora
Türkçe
2020
İşletmeOsmaniye Korkut Ata Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE YAKUT
- Exergy destruction and entropy generation in the skeletal and cardiac muscles, lifespan entropy generation by the masseter muscles during chewing and its use as an indicator of the life expectancy
İskelet ve kalp kaslarında ekserji yıkımı ve entropi üretimi, çiğneme sırasında masseter kaslarında yaşam süresince entropi üretimi ve bunun yaşam süresi beklentisinin göstergesi olarak kullanımı
JALE ÇATAK
Doktora
İngilizce
2017
BiyoteknolojiYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZİLGEN
- Mimarlık yarışmaları için çoklu faktörlere göre entropi tabanlı bir tasarım değerlendirme modeli
An entropy based design evaluation model for architectural competitions through multiple factors
ORKAN ZEYNEL GÜZELCİ
Doktora
Türkçe
2018
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNAN MERT ŞENER