Diploma Theses
Fraunhofer Institute for Algorithms and Scientific Computing SCAI
Diploma Theses
- 2009
- 2008
- 2007
- 2006
- 2005
- 2004
- 2002-1992
2009
Klimm, Bernd: A minimization based mapping algorithm for data transfer between simulation meshes. Cologne, 2009 Cologne, Univ., Thesis, 2009 Schlagwörter: Data transfer; Mapping; Finite Elements; Interpolation; Common Refinement; Simulation; Meshes; Grids; SCAIMapper; MpCCI; MapLib; Dissertation Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: SIAN
Abstract: Current numerical simulations of physical processes increasingly involve multiple disciplines and the use of two or more simulation codes operating on different meshes of the same physical domain. Those meshes can be finite element meshes with different element types and different fineness of discretization, and they can be geometrically non-matching even when modeling the same physical domain. Nevertheless, an accurate and physically conservative data transfer is needed to map simulation results between those meshes. Based on minimization, we present a data transfer scheme for finite element surface meshes that is inherently conservative and optimal in the L2 norm. For geometrically matching meshes we prove a first and second order accuracy in the discretization of the source and target mesh, respectively. Numerical experiments indicate even better convergence in the source discretization but confirm that the second order approximation in the target discretization is asymptotically tight. The method requires the integration of basis functions on a common refinement of source and target mesh. As the generation of such a common refinement is not trivial, we also discuss and test two variations of the method with inexact integration on either mesh. Integration on the source side is conservative but can lead to severe oscillations. The integration on the target side is no longer conservative, but generates good results for smooth functions. We evaluate the minimization method and its variations in different conceptional important examples as well as in practically relevant test cases and compare the results with a standard interpolation method. We can already recommend to use the method with source- or target-based integration in many applications. Theory and tests demonstrate that the common-refinement-based integration is superior in accuracy and conservation, but a robust implementation of this method is still in need and might be subject to future work.Volltext
2008
Oeckerath, André: RBF-basierte Interpolation zwischen Finite-Element-Gittern in der Crash-Umform-Simulation. Sankt Augustin : Fraunhofer SCAI, 2008 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2008 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: SIAN
Oster, Marius: Using Latent Semantic Indexing for the Disambiguation of Global Abbreviations in Biomedical Literature. Sankt Augustin, 2008 Sankt Augustin, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Dipl.-Arb., 2008 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: BIO
2007
Anghel, Michaela: Untersuchung zur Diskretisierung und zum Einsatz von algebraischen Mehrgitterverfahren bei den Maxwellgleichungen. Köln, 2007 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Faroughi, Arash; Faroughi, Roozbeh: Integration von VO-Management-Technologien in UNICORE. Köln, 2007 Köln, Fachhochschule, Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Förster, Malte: Untersuchungen ausgewählter algebraischer Mehrgittervarianten auf der Basis von Cluster-Vergröberungssategien. Köln, 2007 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: NUSO
Kaiser, Olga: AMG in der Erdölreservoirsimulation - Vergleich und Bewertung von Lösungsansätzen. Köln, 2007 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Kniedler, Florian: Verlustfreie Kompression von Fließkommazahlen. Köln, 2007 Köln, Univ., Dipl.-Arb. 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Kral, Peter: Chemical Sucture Recognition via an expert system guided graph exploration. München, 2007 München, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Chemical Sucture Recognition; chemische Sukturrekonsuktion; CSR; Expertensystem; consaint based graph aversal; Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: BIO.CSR
Volltext Kraus, Jiri: Konvergenzuntersuchungen in der numerischen Wettervorhersage. Köln, 2007 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Lenzen, Christoph: Gekoppelte Simulation von Rissbildung : mit Extended Finite Elements und Moleküldynamik. Bonn, 2007 Bonn, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: SIAN
Absact: Cracks are of paramount importance in applied science whenever material failure occurs. On the one hand prediction and detection of defects are of major interest, on the other hand further understanding of crack propagation is needed. The mechanisms at the crack front are gouverned by atomistic length and time scales, limiting the possibilities for experimental research in this area severly. Computer simulations provide an appealing alternative: Exspecially with molecular dynamics (MD) experimental results have been reproduced and conclusions about possible physical mechanisms were drawn (Zhou et al. (1997); Abraham (2003)). A drawback is the large amount of computational time needed. Consequently the demand in coupled simulation techniques is rising (e.g. Tang et al.
(2006); F.F.Abraham et al. (1998); Kohlhoff et al. (1991); Rafii-Tabar et al. (1998)), as a correct physical response of the surrounding material is crucial for realistic simulations.
A slowly propagating crack can be approximated by solving a sequence of static problems in connection with a rule to extend the crack between the steps. A range of works is following this idea (Mergheim and Steinmann (2006); Zhang and Ge (2005); Jirasek and Patzak (2001); Jirasek (2000); Nazarow and Specovius-Neugebauer (2005); Krawczuk et al. (2001); Souboulis et al. (2000)). The majority of coninuum based method uses a Finite Element discretisation. \'\'Classical\'\' Finite Elements can only resolve cracks coinceding with element boundaries, as quadrature rules assume the ansatz functions to be continuous on elements. The Extended Finite Element Method (XFEM) meets this problem in a simple and efficient manner (Chahine et al. (2006a); Dolbow (1999); Chahine et al. (2006b); Laborde et al. (2005); Karihaloo and Xiao (2003); Dolbow et al. (2001)).
The crack surface is approximated by augmenting the standard basis with at the crack surface uncated basis functions. Compared to older methods the stability of the generated basis together with the quality of the crack approximation are convincing advantages. However, to the knowledge of the author no effort has been made in modelling a fast propagation crack by means of uncoupled continua.
Aim of this work is the adaption of the Bridging Domain Method (Xiao and Belytschko (2004); Anciaux et al. (2006)) to the coupling of an Extended Finite Element and a molecular dynamics model. The crack front is simulated solely by molecular dynamics, while the bigger part of the simulation domain is modelled by elastodynamics. A ansition zone, the Bridging Domain, allows to couple the models by consaints. This way high frequency waves otherwise reflected at the MD domain boundary are implicitely removed. Hence a physically incorrect energy accumulation in the MD region is avoided. This concept has been successful applied to standard Finite Element discretisations of the continuum. Firstly we will use XFEM for an efficient approximation of the crack surface. Secondly a far more detailed analysis of the coupling than in the given works shall be presented. We focus on a justification in not viewing the method as a heuristic, possible further developments and open questions. An implementation will be given future work can be based on. The correctness of the program and the quality of the method will be analysed based on numerical examples.Volltext Lidzba, Josua: Kompression der Geomeie und der Konnektivitäten von crashdaten unter Verwendung des Verfahrens "Topological Surgery". Köln, 2007 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Rettenmeier, Matthias: Zwei Sategien zur verlustfreien Kompression von Simulationsergebnissen. Köln, 2007 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Riepl, Mareike: Pareto-Front-Bestimmung bei mehrdimensionalen Optimierungsproblemen der Fahrzeugentwicklung. Köln, 2007 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Rosenthal, Susanne: Vergleich und Bewertung verschiedener aktueller AMG-Ansätze. Köln, 2007 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: NUSO
Schneiders, Felix: Numerische Konvergenzuntersuchungen am Lokal-Modell des Deutschen Wetterdienstes. Köln, 2007 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Steffes-lai, Daniela: Echtzeit-Toleranzanalyse eines RBF-Metamodells mit Anwendung in der Fahrzeugentwicklung. Köln, 2007 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2007 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
2006
Beibei, Han: Bayesian network modeling for cerebral aneurysm repture risk and eatment. Bonn, Aachen, 2006 Bonn-Aachen International Center for Information Technology, Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Bergner, Wolfgang: Erkennung Domänenspezifischer Terme in bioedizinischer Literatur. Schmalkalden, 2006 Schmalkalden, Fachhochschule, Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Blanck-Wehde, Nils: Entwicklung eines grafischen Tools zur Parameisierung, Generierung und Überwachung von EDG-Jobs zur Durchführung molekularbiologischer Docking-Tests in einer Grid-Umgebung. Sankt Augustin, 2006 Sankt Augustin, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Gladbach, Katharina: Partitionelle Verfahren für Probleme der Fluid-Suktur-Wechselwirkung. Köln, 2006 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Hülsmann, Marco: Vergleich verschiedener kernbasierter Methoden zur Realisierung eines effizienten Multiclass-Algorithmus des Maschinellen Lernens. Köln, 2006 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Kasam, Vinod Kumar: Design of Plasmepsin Inhibitors: A Virtual High Throughput Screening Approach on EGEE Grid. Sankt Augustin, 2006 Sankt Augustin, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Koch, Walter: Metamodels and Evolutionary Algorithms for Multiobjective Optimization in Automotive Design. Köln, 2006 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Runkler, Andreas: 3-Code-Kopplung zur Simulation von Hochwasserereignissen. Köln, 2006 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: SIAN.3ZM-GRIMEX
Schadewaldt, Nicole: Mutual segmentation : a novel measure for multiscale regisation of pre-segmented MRI brain images. Köln, 2006 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: NUSO.SAMG
Thum, Peter: Algebraic Multigrid for Navier - Stokes Equations - Studies on Smoothing and Coarsening. Köln, 2006 Köln, Univ., Dipl.-Arb. Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: NuSo
Valluripalli, Phani Kumar: Interaktive hierarchische Visualisierung hochdimensionaler Daten mit Hilfe von Cluster-Algorithmen. Aachen, 2006 Aachen, Techn. Hochschule, Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Wang, Wei: Conceptual Design and Physical Implementation of a Protocol Database for Chemical Image Mining. Bonn, Aachen, 2006 Bonn-Aachen International Center for Information Technology (B-IT), Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Wolf, Antje: Jenseits von Consensus Scoring : qualitativer Vergleich von Docking Tools. Berlin, 2006 Berlin, Freie Univ., Dipl.-Arb., 2006 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
2005
Dach, Holger: Ein Informationssystem zur Verwaltung und Analyse von biochemischen Interaktionen. Bonn, 2005 Bonn, Univ., Dipl.-Arb., 2005 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Fey, Tanja: Validation of chemical sucture recognition software for 2D drawings and a following graphical error curing. Sankt Augustin, 2005 Sankt Augustin, Fachhochschule Bonn-Rhein Sieg, Dipl.-Arb., 2005 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Le thuy, Buy Thi: Machine Learning für die intelligente Analyse großer Datenmengen. Würzburg, 2005 Würzburg, Univ., Dipl.Arb., 2005 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Möritz, Markus: Die Marke Fraunhofer-Institut SCAI : zur Anregung einer Markendiskussion und Grundlagen zur Entwicklung einer Corporate Story. Köln, 2005 Köln, Fachhochsch., Köln International School of Design, Diplom Nebenthema 1, 2005 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Volltext
2004
Bock, Martin: Wirtschaftsnahe Forschung : Die Entwicklung eines Konzeptes zur Vermarktung von Forschungsergebnissen anhand des Geschäftsfeldes Simulationsanwendungen am Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI. Ilmenau, 2004 Ilmenau, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2004 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Gauß, Karen Frederike: Numerische Simulation gekoppelter Wärmeleitungsprobleme mit Anwendung in der Thermographie. Köln, 2004 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2004 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
2002
Pesch, L.: A Finite-Volume Discretization of the Shallow-Water Equations in Spherical Geomey. Bonn, 2002 Bonn, Univ., Dipl.-Arb., 2002 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
2001
Duvenbeck, C.: Charakterisierung überschneidungsfreier Anordnungen polyedrischer Objekte unter Berücksichtigung von Translation und Rotation. Bonn, 2001 Bonn, Univ., Dipl.-Arb., 2001 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Frisch, Jörg: Anwendungen eines Mehrgitterverfahrens auf partielle Differentialgleichungen für asiatische Optionen unter Verwendung einer modernen Zeiiskretisierung. Köln, 2001 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2001 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Lilienthal, Markus: Optimierungsmethoden zur multiplen flexiblen Ligandüberlagerung. Bonn, 2001 Bonn, Univ., Dipl.-Arb., 2001 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
2000
Füllenbach, Tanja: Mehrgitterverfahren für die zwei- und dreidimensionale Poissongleichung mit periodischen Randbedingungen und eine Anwendung in der Molekulardynamik. Sankt Augustin : GMD - Forschungszentrum Informationstechnik, 2000 (GMD research series; 2000, 11). Zugl.: Köln, Univ., Dipl.-Arb., 1999 Schlagwörter: Molekulardynamik; Kraftfeldrechnung; Poissongleichung; periodische Randbedingungen; geometrisches Mehrgitter; Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Abstract: Bioinformatik spielt heutzutage sowohl in der Forschung als auch in der Industrie eine immer größere Rolle. Ein wichtiges Teilgebiet das hohe Anforderungen an die Soft- und Hardware stellt ist die Molekulardynamik und darin besonders die Kraftfeldrechnung. Für die dort auftretenden bis zu dreidimensionalen Poissongleichungen mit periodischen Randbedingungen sind in der vorliegenden Diplomarbeit geometrische Mehrgitterverfahren entwickelt worden, die genauso effizient wie die schon bekannten schnellen Mehrgitterverfahren für die Poissongleichung mit anderen Randbedingungen sind Insbesondere weisen sie eine Komplexität Rechenaufwand von O(N) auf und sind parallelisierbar. In der Arbeit sind aber auch besonders die Unterschiede und Besonderheiten in der Auswahl geeigneter Komponenten gegenüber anderen Randbedingungen eingehend untersucht worden. Die entwickelten Algorithmen wurden in ein neues Verfahren von Takumi Washio zur Kraftfeldrechnung eingebracht, welches dank der Effizienz der neuen Mehrgitterverfahren eine Komplexität aufweist, die im Gegensatz zu vielen anderen Verfahren im wesentlichen nur von der Anzahl der Teilchen der Basiszelle abhängt. Da es außerdem Werte mit sehr hoher Genauigkeit liefern kann und für Systeme mit Millionen von Teilchen geeignet ist stellt es vor allem für die Zukunft eine sehr gute Alternative zu den heutzutage eingesetzten FFT bzw. Multipole Verfahren dar.
Abstract: Bioinformatics is playing a significant role in both research and industry. An important part in this area is molecular dynamics which requires powerful soft- and hardware, especially for force field calculations. To solve the occurring three-dimensional Poisson equations with periodic boundary conditions, new geometric multigrid approaches are developed in this diploma thesis. They are as efficient as already known multigrid approaches for the Poisson equation with other boundary conditions. For instance, they reach a complexity (computational work) of O(N) and can be parallelized. Particularly special features and differences to other boundary conditions, regarding the choice of multigrid components, are investigated in this thesis. The developed algorithms are built in a new approach proposed by Takumi Washio for computing force fields. Because of the usage of efficient multigrid approaches its complexity is esentially proportional only to the number of particles in the basic cell in contrast to most of the other known approaches. It yields results with high accuracy and can be applied to systems with millions of particles. Therefore it is a promising alternative to nowadays used FFT- and Multipole approaches especially for the next generation of force field calculation software. VolltextHanisch, Daniel: ProML: Eine Protein-Beschreibungs-Sprache für effizientes Threading und Clustering. Bonn, 2000 Bonn, Univ., Diplomarb., 2000 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Lu, Xiaocia: Konzepte und Modelle für die parallele objektorientierte Programmierung. Bremen, 2000 Bremen, Univ., Dipl.-Arb., 2000 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Quaas, Johannes: Kopplung eine Atmosphärenmodells und eines Ozeanmodells auf einem Meta-Computer. Köln, 2000 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 2000 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
1999
Akarid, Mahfoud: Parallelisierung von Wavelet-Algorithmen für ausgewälte Anwendung. Köln, 1999 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 1999 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Fasbender, Stefan: Die Portierung des lokalen Modells (LM) des DWD auf ein PC-Cluster. Köln, 1999 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 1999 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Füllenbach, Tanja: Mehrgitterverfahren für die zwei- und dreidimensionale Poissongleichung mit periodischen Randbedingungen und eine Anwendung in der Molekulardynamik. Köln : Universität Köln, 1999 Köln, Univ., Diplomarbeit, 1999 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Lob, Marc: Quasi-Fuchssche 3-Mannigfaltigkeiten entlang Teichmüller-Geodätischer. Bonn, 1999 Bonn, Univ., Dipl.-Arb., 1999 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Maaß, Astrid: Berechung des Einflusses der Elektrostatik auf Protein-Ligang-Wechselwirkungen. Bonn, 1999 Bonn, Univ., Dipl.-Arb., 1999 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
1998
Heinze, Thomas: Ein numerisches Verfahren zur Lösung der Flachwassergleichungen auf einer rotierenden Kugel mittels der Lagrange-Galerkin-Methode. Bonn, 1998 Bonn, Universität, Dipl.-Arb., 1998 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Hensel, Karin: Energieminimierung im Rahmen der Molekulardynamik - Ansaetze und Beitraege zu Multilevel-Verfahren. Köln, 1998 Köln, Universität, Diplomarbeit 1998 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: WR.CFD, WR
Steffan, Rainer: Numerische Lösung der Flachwassergleichungen mit dem Programmpaket. Köln, 1998 Köln, Universität, Dipl.-Arb., 1998 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: WR.CFD, WR
1997
Ahr, Dino: Clustern von dynamischen Task-Graphen. Bonn, 1997 Bonn, Universität, Diplomarbeit, 1997 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: ALG
Simon, Barbara: Grundlagen zur Theorie der Waveletoperatoren und eine Anwendung der Multiskalenanalyse. Regensburg, 1997 Regensburg Fachhochschule, Diplomarbeit, 1997 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: WR
1996
Hackenberg, Matthias G.: Untersuchungen zur parallelen Lösung gekoppelter Modellprobleme auf strukturierte Gittern. Köln, 1996 Köln, Univ., Dipl.-Arb., 1996 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: WR
1995
Hientzsch, Bernhard: Theoretische und numerische Untersuchungen zur Burgersgleichung. Sankt Augustin : GMD, 1995 (GMD-Studien; 269). Zugl.: Köln, Univ., Dipl.-Arbeit, 1995 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI
Schwarzwald, Rolf: LAPAS - ein Werkzeug zur Leistungsbewertung großer Message-Passing-Systeme. Sankt Augustin : GMD, 1995 (GMD-Studien; 275). Zugl.: Bonn, Univ., Diplomarbeit, 1995 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI: Abteilung: Num
1993
Wolf, Klaus: Effizient Algorithmen zur Lösung linearer Differentialgleichungssysteme und zur Faktorisierung linearer Differentialoperatoren über liouvilleschen Körpern. Bonn, 1993 Bonn, Univ., Dipl.-Arb., 1993 Schlagwörter: Diplomarbeit Institutsveröffentlichung: SCAI

Set Bookmark