Die Gruppe entwickelt, analysiert und implementiert numerische
Verfahren für Systeme partieller Differentialgleichungen und von
Algebro-Differentialgleichungen und wendet diese auf praktische
Problemstellungen an.
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The group develops and implements numerical methods for systems of
partial differential equations and differential-algebraic equations,
analyzes these methods, and applies them to practical problems of
interest.
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Externe Kooperationspartner der Gruppe sind Forschungsinstitute der
Max-Planck-Gesellschaft und der Leibniz-Gemeinschaft
sowie ALSTOM (Switzerland) Ltd.
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External cooperation partners of the group are research institutes of
the Max Planck Society
and the Leibniz Association as well as
ALSTOM (Switzerland) Ltd.
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Im Jahre 2004 konzentrierte sich die Gruppe auf Forschungen und
Anwendungen auf folgenden Gebieten:
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During 2004, the group focused on research and applications for
several problem classes:
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- Numerische Lösung nichtlinearer Systeme von
Konvektions-Diffusions-Reaktionsgleichungen
auf der Basis des Finite-Volumen-Verfahrens. Ein Beitrag der Gruppe zu
diesem Gebiet war ein
neuer Weg zur Herleitung von Finite-Volumen-Schemata für diese Problemklasse
(siehe S. ).
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- Numerical solution of nonlinear systems of
convection-diffusion-reaction equations based on the finite volume
method.
A new way for deriving finite volume schemes for problems of this class
(see page ) has been a contribution of the group to
this field in 2004.
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- Die Methode wurde erfolgreich in verschiedenen Kontexten angewendet,
insbesondere für Halbleitergleichungen für das Design von
DEPFET-Sensoren (siehe S. ) und - in Kooperation mit
der Forschungsgruppe ,,Partielle Differentialgleichungen und
Variationsgleichungen'' - für Phasenseparationsprobleme
(siehe S. ).
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- The method has been successfully applied in various settings, namely
in semiconductor device equations for DEPFET sensor design (see page
) and---in cooperation with the Research Group
``Partial Differential Equations and Variational Equations''---phase
separation problems (see page ).
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- Lösung von sehr großen Systemen von
Algebro-Differentialgleichungen für die Konstruktion von
Gasturbinen. Der Simulator BOP wird für die industrielle
Gasturbinen-Simulation durch ALSTOM (Switzerland) Ltd. genutzt
(siehe S. ).
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- Solution of large-scale DAE systems in gas turbine engineering.
The simulator BOP is in commercial use for industrial gas turbine
simulation at ALSTOM (Switzerland) Ltd. (see page
).
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- Numerische Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen auf der Basis
der Finite-Elemente-Methode.
Die hauptsächlichen Anwendungen waren Flüssigkeiten mit freien
Oberflächen in Tanks (siehe S. ) und die
Simulation der Strömungsverhältnisse in der Schmelze
bei der Czochralski-Kristallzüchtung (siehe S. ).
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- Numerical solution of the Navier-Stokes equations based on the
finite element method. The two main applications have been fluids with
free surfaces in tanks (see page ) and melt flow
simulation in Czochralski crystal growth (see page
).
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- Weiterhin wurde die Robustheit des gemischten
Finite-Elemente-Verfahrens für eine verallgemeinerte Stokes-Gleichung
untersucht (siehe S. ).
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- Furthermore, the robustness of mixed finite element methods for a
generalized Stokes equation has been investigated (see page
).
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- Numerische Simulation von Wellenleitern für Laser und
Mikrowellen (siehe S. ).
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- Numerical simulation of microwave and laser waveguides (see page
).
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- Berechnung der elektronischen Bandstruktur von
InAsSb-Multi-Quantum-Well-Lasern in Kooperation mit der
Forschungsgruppe
,,Partielle Differentialgleichungen und
Variationsgleichungen'' (siehe S. ).
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- Calculation of the electronic bandstructure of InAsSb multi
quantum wells of in cooperation with the Research Group ``Partial
Differential Equations and Variational Equations'' (see page
).
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- Dreidimensionale Delaunay-Gittergenerierung. Dieses Gebiet ist eng
mit den Finite-Volumen-Verfahren verbunden. Verschiedene Verbesserungen wurden
an dem Netzgenerator TetGen vorgenommen (siehe S. ).
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- Three-dimensional Delaunay mesh generation. This field is
closely linked to the finite volume method. Several improvements have
been contributed to the mesh generator TetGen (see page
).
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- Lineare Löser für schwach besetzte lineare Gleichungssysteme
sind wesentlich für alle
oben
genannten Probleme.
Beträchtliche Anstrengungen wurden unternommen, um den parallelen
direkten Löser PARDISO
zu verbessern.
(siehe S. ).
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- Linear solvers for sparse matrix problems. These are a key
component in all applications mentioned above. Considerable effort
went into the improvement of the parallel sparse direct solver PARDISO
(see page ).
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Die Integration einzelner Komponenten für die numerische Lösung
von Systemen
partieller Differentialgleichungen in eine konsistente Softwareumgebung ist das Ziel
des pdelib-Projekts (siehe S. ).
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The integration of particular components for the numerical solution of
systems of partial differential equations into a consistent software
environment is the aim of the pdelib project (see page
).
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Verschiedene Anwendungsprojekte benutzen inzwischen
die neuentworfene Programmierschnittstelle
pdelib2 (siehe S. und
S. ,
MATHEON/C1)
oder Teile davon (siehe S. und S. ).
Dieses Projekt ist ein Schlüsselprojekt der Gruppe. Es vereinigt neue
Entwicklungen aus den oben genannten Forschungsgebieten und ist damit
ein schneller Weg, diese Resultate innerhalb und außerhalb des WIAS anwendbar
zu machen.
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Several projects now use the newly designed pdelib2 API
(see pages and , and
MATHEON/C1)
or parts of it (see pages and ).
The pdelib project is a key project of the group. It incorporates
achievements of the research topics listed above. It is a direct and
fast way to make these results applicable in and outside WIAS.
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Die Gruppe unterstützt andere Projekte des Instituts mit ihrem Wissen
zur Visualisierung (siehe S. ) und numerischen Analysis.
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The group
supports other projects of the institute with know-how concerning
visualization (see page ) and numerical analysis.
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Prof. E. Bänsch, Leiter der Gruppe seit 2000, hat einen Ruf an die
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg angenommen.
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Prof. E. Bänsch, head of the group since 2000, accepted a call to the
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.
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