Planung von Laserbestrahlungen durch simulationsbasierte Optimierung:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Bamberg
Meisenbach
2015
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| Schriftenreihe: | Fertigungstechnik - Erlangen
263 |
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| Beschreibung: | XVI, 156 S. Ill., graph. Darst. 21 cm |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT VII
EIGENE VEROEFFENTLICHUNGEN ZUR THEMATIK DER DISSERTATION IX
GLOSSAR XV
FORMELZEICHEN XV
ABKUERZUNGEN XVI
1 EINLEITUNG 1
2 STAND DER FORSCHUNG UND TECHNIK 3
2.1 SIMULATIONSBASIERTE OPTIMIERUNG 4
2.2 GLOBALE NICHTLINEARE OPTIMIERUNG 4
2.2.1 KOMPLEXITAET 5
2.2.2 BEWERTUNGSFUNKTION UND ZIELKRITERIEN 6
2.2.3 EXAKTE UND APPROXIMATIVE OPTIMIERUNGSMETHODEN 6
2.2.4 METAHEURISTISCHE UND STOCHASTISCHE OPTIMIERUNGSMETHODEN ... 7
2.2.5 HYBRIDE OPTIMIERUNGSMETHODEN 13
2.3 BESTRAHLUNGSPLANUNG 13
2.3.1 BESTRAHLUNGSPLANUNG IN DER LASERTECHNIK 14
2.3.2 BESTRAHLUNGSPLANUNG IN DER LASERMEDIZINTECHNIK 16
2.4 THEORETISCHE ANSAETZE ZUR BELEUCHTUNGS-UND OPTIKSIMULATION 17
2.4.1 DIE MAXWELLSCHE WELLENGLEICHUNG 18
2.4.2 DIE RENDERGLEICHUNG 18
2.5 THEORIE DER LASER-GEWEBE-WECHSELWIRKUNG 19
2.5.1 DIE MONTE-CARLO-METHODE 20
2.5.2 OPTISCHE MODELLE DER MENSCHLICHEN HAUT 22
2.6 MEDIZINISCHE ANWENDUNGEN DES LASERS 23
2.6.1 PSORIASIS-THERAPIE 23
3 ZIELSETZUNG DER ARBEIT 25
4 DARSTELLUNG UND ABGRENZUNG DER KONZEPTE ZUR BESTRAHLUNGSPLANUNG 29
4.1 DAS BESTRAHLUNGSPROBLEM IN DER LASERTECHNIK 29
4.2 UEBERLEGUNGEN ZUR KOMPLEXITAET 30
4.3 KLASSIFIKATION VON LASERPROZESSEN MIT HINBLICK AUF DAS
BESTRAHLUNGSPROBLEM 31
4.3.1 LINEARE PROZESSE 32
4.3.2 PROZESSE MIT LINEAREM INTERAKTIONSMODELL 33
4.3.3 NICHTLINEARE PROZESSE 34
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XII INHALTSVERZEICHNIS
4.4 UEBERBLICK UEBER DIE STRUKTUR DER BESTRAHLUNGSPLANUNGSSOFTWARE 34
4.5 SIMULATION 36
4.5.1 MODELL DER BESTRAHLUNGSANLAGE UND DER BESTRAHLUNG 36
4.5.2 VEREINFACHENDE ANNAHMEN 37
4.5.3 BERECHNUNG DER FREIRAUMAUSBREITUNG DES LASERSTRAHLS 38
4.5.4 BERECHNUNG DES UEBERGANGS UND DER AUSBREITUNG DER LASERSTRAH
LUNG IM MATERIAL 41
4.5.5 BERECHNUNG DER WECHSELWIRKUNG DER LASERSTRAHLUNG MIT DEM MA
TERIAL 42
4.5.6 ERWEITERUNG AUF KONTINUIERLICHE LICHTQUELLEN 43
4.6 BESTIMMUNG EINES GUENSTIGEN STARTPUNKTES 43
4.7 OPTIMIERUNG 45
4.7.1 BEWERTUNGSFUNKTION 45
4.7.2 ERZEUGUNG DER HANDLUNGSALTERNATIVEN 47
4.7.3 HILL-CLIMBING 47
4.7.4 ERWEITERTES HILL-CLIMBING 48
4.7.5 SIMULATED ANNEALING 48
4.7.6 GESAMTENERGIE DURCH HYBRIDEN ALGORITHMUS 48
5 VERSUCHSEINRICHTUNGEN UND -DURCHFUEHRUNG 51
5.1 SYSTEMTECHNIK 51
5.2 SOFTWAREIMPLEMENTIERUNG 52
5.3 MESSMETHODIK 53
5.3.1 VERIFIZIERUNG DER LOKALEN FLUENZVERTEILUNG 53
5.3.2 VERIFIZIERUNG DER GESAMTENERGIE 55
5.3.3 PARAMETRISIERUNG UND VERIFIZIERUNG DER PLANUNGSMODULE 55
5.4 EINGESETZTE TESTGEOMETRIEN UND -ENERGIEVERTEILUNGEN 56
6 UNTERSUCHUNGEN ZUR AUSWAHL UND PARAMETRISIERUNG DES OPTIMIE
RUNGSALGORITHMUS 61
6.1 RANDBEDINGUNGEN UND VORGABEN ZUR PLANUNG 61
6.2 UNTERSUCHUNGEN ZUM HILL-CLIMBING 61
6.3 ERWEITERTES HILL-CLIMBING 64
6.4 SIMULATED ANNEALING 64
6.4.1 ABKUEHLFUNKTION NACH GLEICHUNG (2.4) 65
6.4.2 ABKUEHLFUNKTION NACH GLEICHUNG (2.5) 72
6.4.3 ABKUEHLFUNKTION NACH GLEICHUNG (2.6) 75
6.4.4 EINFLUSS DES ZUFALLSGENERATORS 77
6.4.5 EINFLUSS DER ANZAHL AN ITERATIONSSCHRITTEN 79
6.4.6 EINFLUSS DER WAHL DES NACHBARZUSTANDES 82
6.5 BESTIMMUNG EINES VERBESSERTEN STARTPUNKTS 83
6.6 VERGLEICH HYBRIDER ALGORITHMUS UND PLANUNG MIT VERAENDERLICHER
PULSENERGIE 85
6.7 ZUSAMMENFASSUNG 86
INHALTSVERZEICHNIS XIII
7 UNTERSUCHUNG DES VERHALTENS DES PLANUNGSALGORITHMUS 87
7.1 EINFLUSS DER EIGENSCHAFTEN DES LASERSTRAHLS 87
7.1.1 EINFLUSS DER PULSENERGIE 87
7.1.2 EINFLUSS EINER VERAENDERTEN RAEUMLICHEN FLUENZVERTEILUNG EINES LA
SERPULSES 88
7.1.3 ARBEITSABSTAND 90
7.2 EINFLUSS DER EIGENSCHAFTEN DER ZU PLANENDEN FLUENZVERTEILUNG 91
7.2.1 EINFLUSS DER FLUENZ 91
7.2.2 EINFLUSS DER GEOMETRIE DER ENERGIEVERTEILUNGEN 92
7.3 EINFLUSS DER BEWERTUNGSFUNKTION 94
7.4 BEWERTUNG DES EINGESETZTEN OPTIMIERUNGSVERFAHRENS 98
7.5 UNTERSUCHUNG DER VORGESTELLTEN METHODEN IN DER ANWENDUNG 101
7.5.1 UNTERSUCHUNG DER PLANUNGSGESCHWINDIGKEIT 101
7.5.2 VERIFIZIERUNG DER PLANUNG IN DER ANWENDUNG 104
8 ERWEITERUNG AUF WEITERE BESTRAHLUNGSPROBLEME 107
8.1 PLANUNG EINER 2D-ENERGIEVERTEILUNG UNTER BERUECKSICHTIGUNG VON
OBERFLAE
CHENEFFEKTEN 107
8.2 PLANUNG EINER DREIDIMENSIONALEN ENERGIEDICHTEVERTEILUNG 109
8.2.1 DAS MODELL 110
8.2.2 VERGLEICH MIT EINER REIN OBERFLAECHENBASIERTEN PLANUNG 111
8.3 PLANUNG EINER 2D-ENERGIEVERTEILUNG UNTER VERWENDUNG EINER
CW-LICHTQUELLE 112
9 ZUSAMMENFASSUNG 117
10 SUMMARY 119
ANHANG A: FACHBEGRIFFE 121
ANHANG B: ROHDATEN 123
LITERATURVERZEICHNIS 139
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 151
TABELLENVERZEICHNIS 157
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| spelling | Klämpfl, Florian Verfasser (DE-588)1074219341 aut Planung von Laserbestrahlungen durch simulationsbasierte Optimierung Florian Klämpfl Bamberg Meisenbach 2015 XVI, 156 S. Ill., graph. Darst. 21 cm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Fertigungstechnik - Erlangen 263 Dissertation Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2015 Optimierung (DE-588)4043664-0 gnd rswk-swf Bestrahlungsplan (DE-588)4282653-6 gnd rswk-swf Lasertherapie (DE-588)4135143-5 gnd rswk-swf Prozesssimulation (DE-588)4176077-3 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Lasertherapie (DE-588)4135143-5 s Bestrahlungsplan (DE-588)4282653-6 s Prozesssimulation (DE-588)4176077-3 s Optimierung (DE-588)4043664-0 s DE-604 Erscheint auch als Online-Ausgabe 10.25593/978-3-87525-384-9 urn:nbn:de:bvb:29-opus4-104612 Fertigungstechnik - Erlangen 263 (DE-604)BV035417891 263 https://open.fau.de/handle/openfau/10461 Verlag kostenfrei Volltext https://doi.org/10.25593/978-3-87525-384-9 Resolving-System kostenfrei Volltext https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:29-opus4-104612 Resolving-System kostenfrei Volltext http://d-nb.info/117879430X/34 Langzeitarchivierung Nationalbibliothek kostenfrei Volltext DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=028133313&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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