08/02/2014Orientierung 20031 Prof. Dr. Ulrich Rüde Lehrstuhl für Systemsimulation Universität...

04/11/23 Orientierung 2003 1

Prof. Dr. Ulrich RüdeLehrstuhl für SystemsimulationUniversität Erlangen-Nürnberg

Orientierung 200Orientierung 20044

Lehrstuhl für SystemsimulationLehrstuhl für Systemsimulation

Ulrich RüdeUlrich Rüde

www10.informatik.uni-erlangen.dewww10.informatik.uni-erlangen.de

Cauerstr. 6Cauerstr. 691058 Erlangen91058 Erlangen



Wer ist am Lehrstuhl (und macht was)Wer ist am Lehrstuhl (und macht was)Prof. Dr. Ulrich Rüde

Prof. Dr. C. Pflaum

Frank Hülsemann, PhD: (Adaptive Verfahren für part. DGLn, Cluster- und High Performance Computing)

Markus Kowarschik: Effiziente Programmierung numerischer Algorithmen in tiefen Speicherhierarchien

Thomas Pohl: High Performance Computing (Materialwissenschaften/ Lattice Boltzmann)

Uwe Fabricius (Algebraische Mehrgitterverfahren)

Jan Treibig: Simulation in den Materialwissenschaften

Ben Bergen: Supercomputing

C. Freundl: Objektorientierte Programmierung von Supercomputern

Harald Köstler: Bildverarbeitung, Optischer Fluss

Nils Thürey: Lattice Boltzmann mit freien Oberflächen



Mission des LSIMMission des LSIMEntwicklung und Analyse von ComputermethodenEntwicklung und Analyse von Computermethoden

für wissenschaftliche und technische Anwendungenfür wissenschaftliche und technische Anwendungen

Effiziente Algorithmen

Mehrgitterverfahren

Effiziente Effiziente ProgrammierungProgrammierungParallelisierung

Adaptivität

LSIMLSIM



CComputationalomputational Fluid Dynamics Fluid DynamicsMit dem LSTM/ Dr Mit dem LSTM/ Dr BreuerBreuer NuSiF Vorlesung & NuSiF Vorlesung & Praktikum: Programmierung Praktikum: Programmierung eines inkompressiblen Navier-eines inkompressiblen Navier-Stokes-LösersStokes-Lösers

Kleinere Projekte, z.B. Kleinere Projekte, z.B. Studienarbeit zur Studienarbeit zur Parallelisierung auf einem Parallelisierung auf einem WorkstationclusterWorkstationcluster

Strömung in porösem Medium Strömung in porösem Medium mit Oberflächenreakion und mit Oberflächenreakion und veränderlicher Geometrie, veränderlicher Geometrie, Modellierung einer Modellierung einer reaktiven reaktiven Wand Wand auf Porenskalaauf Porenskala

Lattice-Boltzmann-Lattice-Boltzmann-Automaten zur Simulation Automaten zur Simulation von Strvon Strömungen mit ömungen mit freien Oberflächen freien Oberflächen (Diplomarbeit Thürey)(Diplomarbeit Thürey)

Zur Anzeige wird der QuickTime™ Dekompressor „YUV420 codec“

benötigt.



Ostwald-ReifungOstwald-Reifung Experimentalphysik, Materialwissenschaft



Multilevel MethodsMultilevel Methods für inverse Probleme für inverse Probleme bei bei bbioeleioelekktritrischenschen Feld Feldernern

In Kooperation mit: Chris In Kooperation mit: Chris Johnson, G. Greiner, R. Johnson, G. Greiner, R.

Fahlbusch, C. PopaFahlbusch, C. Popa

Blick durch das Blick durch das Operationsmikroskop bei Operationsmikroskop bei

einer Tumorresektioneiner Tumorresektion



Problem of inverse EEG/MEGProblem of inverse EEG/MEG

Direct Problem: Direct Problem:

Known:Known: Sources (strength, Sources (strength, position, orientation)position, orientation)

Wanted:Wanted: Potentials on the head Potentials on the head surfacesurface

Inverse ProblemInverse Problem

Known:Known: Potentials on the head Potentials on the head surfacesurface

Wanted:Wanted: Sources (strength, Sources (strength, position, orientation)position, orientation)



Inverse EEG/MEGInverse EEG/MEG



Lattice Boltzmann Methode zur Lattice Boltzmann Methode zur Simulation von MetallschäumenSimulation von Metallschäumen

Keimbildung, Blasenwachstum, Schaumrheologie, Koaleszenz, Drainage, Kollaps

Zur Zeit sind die wesentlichen physikalischen Prozesse bei der Zur Zeit sind die wesentlichen physikalischen Prozesse bei der Bildung von Metallschäumen unverstanden. Die Entwicklung Bildung von Metallschäumen unverstanden. Die Entwicklung des Simulators trägt zum Prozessverständnis bei und soll des Simulators trägt zum Prozessverständnis bei und soll zukünftig helfen, den Proyess besser zu steuern.zukünftig helfen, den Proyess besser zu steuern.



Lattice Boltzmann für die Simulation der Lattice Boltzmann für die Simulation der Blasenbildung im flüssigen MetallBlasenbildung im flüssigen Metall



TechnologieTechnologie Moore´s Law:Moore´s Law: Bis 2010:Bis 2010:

> 10> 1099 Transistor per Chip Transistor per Chip > 10 GHz> 10 GHzCa. 1000x Ca. 1000x Leistungssteigerung Leistungssteigerung

Nach 2015:Nach 2015:Erreichen Physikalischer Erreichen Physikalischer Grenzen in konventionellen Grenzen in konventionellen HalbleiternHalbleiternOptische Techniken?Optische Techniken?Quantencomputing?Quantencomputing?

Hitachi SR 8000 am LRZ Hitachi SR 8000 am LRZ MMünchen, derzeit Nr. 27 in der ünchen, derzeit Nr. 27 in der Top 500 ListeTop 500 Liste



KONWIHR: Adhoc3D (gridlib) & ExPDEKONWIHR: Adhoc3D (gridlib) & ExPDERuede/Greiner/Brenner/PflaumRuede/Greiner/Brenner/Pflaum

Vorteile strukturierterVorteile strukturierter Gitter:Gitter:

Bessere Effizienz auf modernen mikroprozessor-basierten Höchstleistungsrechnern

Superconvergenz: höhere Genauigkeit



Vorlesungsangebot des LSIM (1)Vorlesungsangebot des LSIM (1)(kontinuierliche) Simulation(kontinuierliche) Simulation

bisher: Wissenschaftliches Rechnen/ Scientific Computing: bisher: Wissenschaftliches Rechnen/ Scientific Computing: 4V+2Ü, SS4V+2Ü, SS

Neu:Neu: Simulation und Wissenschaftliches Rechnen I+II, Simulation und Wissenschaftliches Rechnen I+II, Voraussetzungen: Mathematik + ProgrammierenVoraussetzungen: Mathematik + Programmieren

WS: 2V+2Ü + SS: 2V+2ÜWS: 2V+2Ü + SS: 2V+2Ü

Numerical Simulation fo Fluids: 2V+2Ü, SS, Numerical Simulation fo Fluids: 2V+2Ü, SS, Voraussetzungen: Simulation und Scientific Computing I oder Voraussetzungen: Simulation und Scientific Computing I oder gleichwertige Kenntnissegleichwertige Kenntnisse

Special Topics in Scientific Computing, 2V+2ÜSpecial Topics in Scientific Computing, 2V+2Ü

Special Topics in Simulation, 2V+2ÜSpecial Topics in Simulation, 2V+2Ü

Seminare, ArbeitsgruppenSeminare, Arbeitsgruppen, weitere Spezialvorlesungen, weitere Spezialvorlesungen

Für die Prüfungen: Rechtzeitige Absprache erforderlichFür die Prüfungen: Rechtzeitige Absprache erforderlich



Vorlesungsangebot des LSIM (2)Vorlesungsangebot des LSIM (2)

HöchstleistungsrechnenHöchstleistungsrechnenalt: High Performance Programming alt: High Performance Programming Techniques: 2V+2Ü, WSTechniques: 2V+2Ü, WS

Inhalte werden (teilweise) in Simulation und Inhalte werden (teilweise) in Simulation und Scientific Computing I aufgenommenScientific Computing I aufgenommen

Programming Techniques for Programming Techniques for Supercomputers: 2V+2Ü, SS (Dozent: Dr. Supercomputers: 2V+2Ü, SS (Dozent: Dr. Wellein, Rechenzentrum)Wellein, Rechenzentrum)

Für die Prüfungen: Rechtzeitige Absprache erforderlich.Für die Prüfungen: Rechtzeitige Absprache erforderlich.



Lattice Boltzmann für die Simulation von Lattice Boltzmann für die Simulation von Strömungen mit freien OberflächenStrömungen mit freien Oberflächen

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