Simulador de tomógrafo óptico para escoamentos bifásicos acelerado por GPU

• Autor(a) principal: Bernardelli, Rafael Sturaro
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8426
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::MATEMATICA DA COMPUTACAO::MODELOS ANALITICOS E DE SIMULACAO; Simulação (Computadores); Escoamento bifásico; Tomografia; Processamento de imagens; UML (Computação); Imagens ópticas eletronica; eletronica; Computer simulation; Two-phase flow; Tomography; Image processing; UML (Computer science); Optical images UML (Computer science); Electronics

A tomografia óptica é uma técnica de sensoriamento de escoamentos bifásicos não-intrusiva e de baixo custo. Nessa técnica, imagens da distribuição de fases na seção transversal da tubulação são geradas a partir do processamento de medidas de atenuação da luz. Até então, o processamento é efetuado através de técnicas de reconstrução de imagem que não levam em conta o comportamento físico do sistema. Portanto, algoritmos avançados de reconstrução podem melhorar a resolução das imagens, aumentando assim a gama de aplicação da técnica. Neste trabalho foi desenvolvido um simulador original de um sistema de tomografia óptica para possibilitar uma análise detalhada do comportamento físico da interação da luz com escoamentos. A partir disso, em uma fase posterior, pode-se criar novos algoritmos de reconstrução para essa modalidade. O simulador modela o problema direto, ou seja, a geração de leituras tomográficas a partir de dados de escoamento. O problema inverso, a reconstrução do escoamento a partir de leituras, será tema de trabalhos futuros. A simulação do comportamento físico da luz no simulador se baseou no método Path Tracing, utilizado tradicionalmente na área de computação gráfica para solucionar problemas de iluminação global. Como a simulação é computacionalmente intensiva, a implementação foi feita em GPU utilizando a plataforma CUDA. Foi realizada uma análise comparativa dos dados obtidos do simulador com dados provenientes de um tomógrafo real, confirmando o correto funcionamento e a validação do sistema de simulação.