TeI. Zwischenpräsentation. Belegarbeit. Kerstin Vanselow. TU Dresden, Institut für Technische Informatik Folie 1 / 21

Transkript

1 Zwischnpräsntation Blgarbit Foli 1 / 21

2 Aufgabnstllung Untrsuchung zur Visualisirung von Partiklstömungn und mplmntirung dr Ergbniss für dn Mikrofluidikdsignsimulator SVFS Foli 2 / 21

3 nhalt Partikl- Simulator SVFS 1.0 Konzption Ralisirung Ausblick Qulln Glossar Foli 3 / 21

4 Partikl- Simulator SVFS 1.0 Anwndungsgrundlag Zil ist dr Nachwis von vrschidnstn Protinn gringstr Konzntration, wlch in inm großn Probvolumn nthaltn sind. CFD Softwar FLUEN Konvrtirungs- und Visualisirungssoftwar SVFS Simulationssystm Foli 4 / 21

5 Partikl- Simulator SVFS 1.0 Einführung Dr Partikl- Simulator SVFS 1.0 ist in Simulationssoftwar zur Ermittlung dr Zahl dr gbundnn Protin und dr für di Mssung bnötigtn Zit, ausghnd von dr Nachwisgrnz ds Snsorsystms, dr Konzntration und dm Volumn dr Prob [2] Foli 5 / 21

6 Partikl- Simulator SVFS 1.0 Simulatorparamtr Simulationsrgbniss: optimal Prozssparamtr für di größtmöglich Ausbut an gbundnn Ligandn bi schnllstmöglichm Probndurchsatz. Eingab: untrschidlich Mikrofluidikdsigns und Prozssparamtr. Ausgab: Anzahl und Position dr auf dr Snsorobrfläch anbindndn Ligandn Foli 6 / 21

7 Partikl- Simulator SVFS 1.0 Simulatorproblmatik dalfall: Kanalhöh übr Snsorflächn minimal und Strömungsgschwindigkit im Brich dr Diffusionsgschwindigkit. Einschränkung: tchnisch Ralisirbarkit und kurz Msszit Foli 7 / 21

8 Konzption Aufgab Zil dr Blgarbit ist di Konzption und Ralisirung von Softwarkomponntn für di Visualisirung, Optimirung und das Übrprüfn von Mikrofluidikdsigns Foli 8 / 21

9 Konzption Problmatik Korrkt Darstllung zur Nutzung dr Visualisirung für Auswrtungszwck Anhand dr Darstllung kann in vorzitigr Abbruch inr Simulation bi fhlrbhafttm Vrlauf initiirt wrdn Optimirung, vor allm bzüglich Gschwindigkit, da in Echtzitdarstllung angstrbt wird Lokalisirung und Umghung bzihungswis Auswitung von Bottlncks Foli 9 / 21

10 Konzption Zusammnhäng Physikalischs Problm: Kanaldimnsionn 1.100µm x 1.000µm x 50µm Mathmantischs Problm: (worst cas) Kanal Zlln zusätzlich Partikl Darstllungsproblm: Darstllung von GL_QUADS sowi GL_PONS Foli 10 / 21

11 Konzption Algorithmn Z-Buffr Algorithmn Darstllung nur dr sichtbarn Partikl odr Drick ds Kanals DisplayList und VrtxArray Sgmntirung (Clustring) Algorithmn zur Vrinfachung von Mshs Foli 11 / 21

12 Konzption Algorithmn Partiklsystm Schnll Darstllung vilr inzlnr Partikl übr drn Position OpnGL Umstzung mit GL_RANGLES odr GL_PONS typdf struct { float xpos, ypos, zpos; float r, g, b; bool bind; }Particl; Foli 12 / 21

13 Konzption Visualisirung Gtk+ 2.0 bkannts Widgt- oolkit für X-Window-Systm Vortil: programmirt in C vilfältig Sammlung an Widgts gut Dokumntation Altrnativn: Qt, Motif, FLK Foli 13 / 21

14 Konzption Visualisirung GtkGlExt OpnGL- Erwitrung für GK+ 2.0 notwndig, da Standard- GK- Widgts nicht zur Darstllung von OpnGL bfähigt sind gtk_widgt_st_gl_capability(... ); Foli 14 / 21

15 Konzption Pflichtnhft Das Pflichtnhft "ist di vrtraglich bindnd, dtaillirt Bschribung inr zu rfüllndn Listung, z.b. (...) dr Erstllung in Computrprogramms" [1]. Nach Hlmut Balzrt wurd in Pflichtnhft rstllt, um di Anfordrung dr ntsthndn Softwar gnau zu spzifizirn Foli 15 / 21

16 Ralisirung Scrnshot Foli 16 / 21

17 Ausblick mplmntirung Einlsn dr Datn für dn Partiklstrom, di vom Simulator gnrirt wrdn ggbnnfalls Vrifikation und Spichrung dr Kanaldatn Darstllung ds ilchnstroms im OpnGL- Fnstr Auswahl ins ilchns und Ausgab sinr Eignschaftn Navigation (räumlich und zitlich) durch di Simulationsvisualisirung Export dr Rndringsqunz in in Präsntationsformat, wahrschinlich *.avi 2D Darstllung zur infachn Navigation Foli 17 / 21

18 Qulln Wbsitn n.wikipdia.org d.wikipdia.org/wiki/pflichtnhft [1] n.wikipdia.org/wiki/binary_spac_partitioning n.wikipdia.org/wiki/particl_systm n.wikipdia.org/wiki/z-buffring Foli 18 / 21

19 Qulln Papr und Büchr Modllirung, Dimnsionirung und Optimirung ds Mikrofluidikdsigns für inn Protinchip auf SPR- Basis zum Nachwis gringstr Konzntration in großn Probvolumina. F.Sonntag und S.Voglsang [2] Simulation und Charaktrisirung von Mikrofluidiksystmn zur mäandrförmign Strömungsführung in Lab-on-a-Chip Systmn. F.Sonntag und S.Voglsang Progrssiv Mshs. Hugus Hopp. Siggraph OpnGL suprbibl. Richard S.Wright,Jr. and Bnjamin Lipchak. Sams Publishing Foli 19 / 21

20 Qulln Danksagung Viln Dank für hr Aufmrksamkit. Für Fragn sth ich grn zur Vrfügung Foli 20 / 21

21 Glossar Glossar Diffusion: Nttostofftransport von ilchn durch dn Übrgang von inm Nichtglichgwicht in in Glichgwicht Ligand: in ungladns Molkül Msh: Ntz aus zusammnhängndn ilflächn Vrtx: Eckpunkt ins Polygons Widgt: Komponnt inr Bnutzrobrfläch Foli 21 / 21