Stage Epidaure/Sinus :
Proposition de projet en ESSI3 option CSI
Adaptation dynamique de maillages éléments finis
tétraèdriques dans un contexte de réalité virtuelle pour la
simulation temps réel de chirurgie.
- Lieu : INRIA Sophia Antipolis, Projets Sinus/Epidaure.
- Contact : Stéphane Lanteri (E-Mail: lanteri@sophia.inria.fr).
- Co-encadrement : Jean-Christophe Lombardo (projet
Epidaure).
à
- Profil souhaité : élève ingénieur ESSI option CSI,
3ème année.
- Connaissances souhaitées : programmation
orientée objets, connaissances de base en éléments finis
(structures de données, calculs matriciels élementaires et
assemblages, notions sur les maillages).
- Compétences particulières : programmation en C++.
Ce stage s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entres les
projets Epidaure (Imagerie et robotique médicale) et Sinus
(Simulation numérique dans les sciences de l'ingénieur) de l'INRIA
Sophia Antipolis. Le projet Epidaure a développé un prototype de
simulateur d'interventions chirurgicales dont un élément logiciel
important fait intervenir une modélisation éléments finis
d'organes humains. Lors d'une simulation, le modèle d'organe humain
est soumis aux sollicitations d'un outil chirurgical. Ces
sollicitations se traduisent dans les faits par la prescription de
contraintes surfaciques sur le maillage éléments finis (de type
tétraèdrique) sous-jacent. Il faut alors envisager la mise à
jour du maillage volumique. Le projet proposé a pour objet de
mettre au point une technique d'adaptation dynamique du maillage
volumique partant d'une boîte à outils existante au projet
Epidaure. Cette boîte à outils contient un certain nombre de
fonctions programmées en C++ et permettant de réaliser des
tâches
élémentaires de raffinement/déraffinement d'un maillage
éléments finis tétraèdrique. Il s'agit ici d'opérations
géométriques simples et peu coûteuses compte tenu du fait que
l'aspect
réaction en temps réél est une caractéristique essentielle du
simulateur. Dans cette étude, on considèrera les points suivants :
- revue bibliographique visant à recenser les critères de qualité
d'un maillage tétraèdrique généralement utilisés dans ce type
d'étude;
- conception d'un algorithme d'adaptation simple considérant deux
situations : ajout de nouveaux sommets lors d'opérations de
raffinement, et suppression/ajout de sommets lors d'opérations de
déraffinement;
- conception d'un algorithme d'amélioration du maillage adapté. On
cherchera à mettre au point une méthode consistant à détecter
une
zone du maillage de mauvaise qualité pour laquelle on définira un
enchainement d'opérations locales de type raffinement et
déraffinement visant à améliorer le maillage.
Les algorithmes proposés seront programmés en C++ en s'appuyant sur
la
boîte à outils existante. Ils seront validés sur des modèles de
complexité croissante.
This document was translated from LATEX by HEVEA.