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Entwicklung eines robusten Mehrgitterlösers für eine Finite-Elemente-Software im Ingenieurbereich
Betreuung:
Hintergrund:
Z88 ist ein schnelles,
leistungsstarkes und kostenloses Finite-Elemente-Programm für PCs und
große Computer. Z88 beinhaltet 20 verschiedene Finite-Elemente-Typen
für die Berechnung ebener und axialsymmetrischer
Spannungszustände. Das Programm besitzt eine benutzerfreundliche
Bedienoberfläche und liefert einen leistungsstarken Netzgenerator und zwei
Plotprogramme.
Zum Lösen der aus der Finite-Elemente-Diskretisierung entstehenden
Gleichungssysteme stehen derzeit ein Cholesky- und ein Iterationslöser
bereit. Für die Lösung sehr goßer Finite-Elemente-Simulationen
sind Mehrgitter-Verfahren
jedoch effizienter, weshalb Z88 um einen derartigen Löser ergänzt
werden soll. Eine Parallelisierung von Z88 bietet weiteres Potenzial zur
Beschleunigung – mit der Verbreitung der neuen Multicore-Prozessoren wird
sie sogar unausweichlich.
Aufgaben:
- Implementierung eines effizienten Algorithmus, z.B. eines
Mehrgitter-Verfahrens, zur Lösung der in Z88 vorkommenden
Gleichungssysteme.
- Parallelisierung des Lösers für Shared- und/oder
Distributed-Memory-Computer.
- Anwendung des neuen Lösers in einer konkreten Simulation, z.B. der
Berechnung von Verformungen einer Flugzeughülle beim Schweißen.
- Performance-Evaluation: Vergleich mit den Standard-Lösern und Tests
auf großen Parallelrechnern
(z.B. HLRB II).
Voraussetzungen:
- Grundkenntnisse über numerische Simulation, z.B. aus den Vorlesungen dieses Lehrstuhls über wissenschaftliches Rechnen.
- gute Programmierkenntnisse.
Art:
Master- oder Diplomarbeit im Fach Informatik oder Computational Engineering
Status:
Offen
Referenzen:
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