Génération de maillages hexaédriques à partir de squelettes

Skeleton based hex-mesh generation

• Auteur / Autrice : Paul Viville
• Direction : Dominique Bechmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 09/12/2022
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Yannick Hoarau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Kraemer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Géraldine Morin, Franck Ledoux, Dmitry Sokolov

Mots clés

Mots clés contrôlés

Squelette

Maillages polyédriques

Mots clés libres

Génération de maillage

Hexaèdres

Squelettes

Hexahedral mesh generation

Skeleton

Résumé

La thèse se concentre sur la création de maillages hexaédriques à partir de squelettes pour produire des supports de simulation médicaux. Il existe peu de méthodes automatiques pour générer ces maillages, qui sont utiles pour la simulation numérique de phénomènes physiques. Le type de données qui intéresse les auteurs, comme les bronches ou les réseaux vasculaires, nécessitent une génération automatique sans intervention de l'utilisateur. La thèse décrit une méthode basée sur la construction d'un échafaudage quadrilatère pour gérer la géométrie et la connectivité des éléments de construction simples. Les travaux ont abouti sur un premier algorithme permettant de décomposer automatiquement un domaine géométrique représentable par un squelette courbe en blocs hexaédriques, et sur un deuxième algorithme pour des domaines représentables par un squelette mixte. Un travail technique a également été réalisé pour mettre à disposition un pipeline complet de génération de maillage avec des outils de post-traitement pour l'exploitation en simulation.

The thesis focuses on creating hexahedral meshes from skeletons in order to produce simulation supports from medical data. There are few automatic generalist methods for generating these meshes, which are useful for numerical simulation of physical phenomena. The type of data that interests the authors, such as bronchi or vascular networks, requires automatic generation without user intervention. The thesis describes a method based on building a quadrilateral scaffold to manage the geometry and connectivity of simple construction elements. The work resulted in a first algorithm allowing to automatically decompose a geometrical domain representable by a curve skeleton into hexahedral blocks, and a second algorithm for domains representable by a mixed skeleton. A technical work has also been carried out to make available a complete mesh generation pipeline with post-processing tools for simulation exploitation.