Interaktive Analyse der Mantelkonvektion in Planeten und Monden
Die Wärmeentwicklung von Planeten wird stark von der Art, auf der die Wärme vom Inneren zur Oberfläche transportiert wird, beeinflusst. Um diese sogenannte thermische und chemische Konvektion besser zu verstehen, setzen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler numerische Simulationen ein. Eine anschließende Analyse ist mit derzeitigen Software-Werkzeugen aber oft zeitaufwendig und somit teuer. Dies liegt vor allem an den enormen Datenmengen, die für eine Analyse herangezogen werden müssen.
Das DLR präsentiert hierfür die Open-Source Software „CosmoScout VR“ – ein virtuelles 3D-Sonnensystem. Die Software ist in der Lage, riesige Datensätze ganzer Monde und Planeten detailgenau darzustellen. Mit dem Plugin „RayPC“ können zusätzlich große Simulationsdaten des Inneren und Äußeren der Erde sowie anderer Gesteinsplaneten unseres Sonnensystems visualisiert werden. Das ermöglicht den Anwenderinnen und Anwendern eine interaktive und explorative Analyse der Simulationsdaten. Hierfür wurde ein performantes Ray-Tracing Verfahren für die Volumendarstellung implementiert und mit einem parallelen Koordinatendiagramm verknüpft. So werden aufsteigende und absinkende Bewegungen von kaltem und heißem Material im Erdmantel auf eindrückliche Weise visualisiert. Das parallele Koordinatendiagramm ermöglicht dabei eine effiziente und interaktive Selektion von Teilbereichen in hochdimensionalen Daten. Diese Selektion wird dann wiederum in der 3D-Visualisierung angezeigt.
Um den Anwenderinnen und Anwendern weitere Kontextinformation zur Verfügung zu stellen, können die Simulationsdaten mit hochauflösenden Oberflächendaten aus z.B. Satellitenbildern kombiniert werden. Dadurch sollen Rückschlüsse auf tektonische Strukturen wie Verwerfungen, Berge, horizontale Plattenbewegungen oder Vulkane gemacht werden können.
„CosmoScout VR“ unterstützt moderne Ein- und Ausgabegeräte, sodass für die Analyse sowohl ein klassischer Desktop-PC als auch eine VR-Brille genutzt werden können.
Links:
- Die Open-Source Software CosmoScout VR finden Sie unter folgendem Link:
https://github.com/cosmoscout/cosmoscout-vr - Die Analyse von Mantelkonvektionen wird in dem DLR Projekt „VisPlore“ als Anwendungsfall weiterverfolgt. In dem Digitalisierungsprojekt soll eine Plattform zur Analyse großer wissenschaftlicher Datensätze aufgebaut werden. Weitere Projektinformationen finden Sie unter folgendem Link:
https://www.dlr.de/DE/forschung/digitalisierung_node.html
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Softwaretechnologie
Markus Flatken · E-Mail markus.flatken@dlr.de
