[Next]:  Projects  
 [Up]:  Research Group Numerical Mathematics and Scientific  
 [Previous]:  Research Group Numerical Mathematics and Scientific  
 [Contents]   [Index] 


Overview


Die Forschungsgruppe erarbeitet numerische Verfahren für Systeme von partiellen Differentialgleichungen und Algebro-Differentialgleichungen, analysiert diese Methoden und wendet sie auf relevante Fragestellungen der Praxis an. Dabei sind die Forschungen naturgemäß langfristig angelegt. Besondere Bedeutung kommt der Entwicklung und Implementierung numerischer Software zu. Hier stellt die Forschungsgruppe moderne und effiziente Werkzeuge bereit.   The group develops numerical procedures for systems of partial differential equations and differential-algebraic equations, analyzes these methods, and applies them to practical problems of interest. The research projects are, by their nature, long-term studies. Of particular importance is the development and implementation of numerical software, to which the group creates and provides modern and efficient tools.


Die Methoden bewähren sich bei konkreten Anwendungen in Projekten mit Partnern aus der Industrie und experimenteller Forschung. Diese Kontakte wiederum stimulieren weitere mathematisch-numerische Forschungen.

 


The methods are applied to real-world problems in collaborative projects with partners from industry and experimental research. These contacts in turn stimulate further mathematics-based numerical research.


Die thematischen Schwerpunkte waren:

 


The main research topics were:

  • Numerische Verfahren und Softwarekomponenten für die Lösung von Systemen partieller Differentialgleichungen,
  • Simulation von Höchstfrequenzschaltungen,
  • Statische und dynamische Simulation verfahrenstechnischer Prozesse.
 
  • Numerical procedures and software modules for the solution of systems of partial differential equations;
  • Simulation of high-frequency circuits;
     
  • Stationary and dynamic simulation in process engineering.


Ein Schwerpunkt der Arbeiten in der Forschungsgruppe im Jahre 2003 war die Überarbeitung des Designs der Toolbox pdelib zur numerischen Lösung partieller Differentialgleichungen.

 


The new design of the toolbox for solving partial differential equations pdelib2  was one of the objectives the group focused on.

pdelib2 ist als nochmals verbesserte Brücke zwischen neuen algorithmischen Entwicklungen und deren effizienter Implementierung innerhalb und außerhalb des WIAS und Anwendungen gedacht.   pdelib2 is designed to bridge the gap between new algorithmic developments and their fast and efficient implementation inside and outside WIAS.
pdelib2 bietet Programmierschnittstellen zu Geometriebeschreibung, Gittergenerierung, paralleler Assemblierung, Lösungsverfahren für lineare und nichtlineare Probleme, sowie interaktiver Visualisierung, welche es dem Nutzer erlauben sollen, sich auf den problemspezifischen Code zu konzentrieren.   pdelib2 offers interfaces to describe geometries, generate grids, assemble functions and Jacobian matrices in parallel, and solution procedures for linear and nonlinear equations. Together with the interactive visualization possibilities pdelib2 will allow the user to stay focused on her or his special application code.


Neue Features sind u. a.

 


New features:

  • Cache-Effizienz und Parallelisierung für Shared-Memory-Architekturen auf der Basis spezieller Gitterpartitionierungen,
     
  • Einbindung der Gittergeneratoren triangle (2D, J. R. Shewchuk, University of California, Berkeley) und TetGen (H. Si, WIAS Berlin),
  • Basis-Datenstruktur für alle algorithmisch relevanten Objekte sind ein- oder zweidimensionale Felder. Damit lassen sich alle diese Objekte aus verschiedenen Programmiersprachen ansprechen.
  • Ein großer Teil der Programmierschnittstellen ist sowohl in C als auch in der Extensionssprache Lua vorhanden, um eine einfache Problembeschreibung mittels einer Skriptsprache zu ermöglichen.
 
  • Improved cache efficiency and portable parallelization for shared memory architectures using special grid partitioning and coloring algorithms;
  • Integration of grid generators: triangle (2D, J.R. Shewchuk, University of California, Berkeley), TetGen (H. Si, WIAS Berlin);
  • Multilingual support, the basic data structures for all objects relevant for any algorithm are one- or two-dimensional arrays, that guaranties freedom of choice for programming languages per algorithm;
  • A large fraction of the interfaces is defined in C and the extension language Lua, to make problem description easily possible by using a scripting language.


In der Forschungsgruppe werden zudem die folgenden institutsweiten Querschnittsaufgaben bearbeitet:

 


In addition, the group works on the following cross-sectional tasks:

  • Aktive Unterstützung anderer Gruppen bei der numerischen Umsetzung von Projekten mit pdelib, z. B.
 
  • Active support for other groups in converting mathematical problems to forms compatible with pdelib, e.g.,
-
Numerische Simulation und Optimierung der Züchtung von SiC-Einkristallen durch Sublimation aus der Gasphase (siehe S. [*]),
 
-
Numerical simulation and optimization of SiC single crystal growth by sublimation from the gas phase (see page [*]);
-
Spannungsanalyse in einer dünnen Wafer-Platte,
 
-
Stress analysis of a thin wafer plate;
 
-
Optimierung diffraktiver Strukturen und Rekonstruktionsmethoden für stark schlechtgestellte Probleme (siehe Seite [*]).
 
-
Optimization of diffractive structures and reconstruction methods for severely ill-posed problems (see page [*]).
  • Entwicklung spezieller Moduln und Features für pdelib, allgemeine Beratung in numerischen Fragen,
  • Gittergenerierung,
  • Visualisierung.
 
  • Development of special modules and features for pdelib, general advice for questions on numerical issues;
  • Grid generation;
  • Visualization.



 [Next]:  Projects  
 [Up]:  Research Group Numerical Mathematics and Scientific  
 [Previous]:  Research Group Numerical Mathematics and Scientific  
 [Contents]   [Index] 

LaTeX typesetting by I. Bremer
2004-08-13