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Finished Projects

Bayerische Forschungsstiftung

Short name	Project name	Project type	Funded by
FORTWIHR	Design of efficient computation methods for problems of fluid dynamics	Bavarian Consortium for High Performance Scientific Computing	Bayerische Forschungsstiftung
FORTWIHR	Design of efficient parallel algorithms for the computation of fluid dynamics in complex geometries	Bavarian Consortium for High Performance Scientific Computing	Bayerische Forschungsstiftung
FORTWIHR	Simulation und Optimalsteuerung von Luft- und Raumfahrtsystemen und Werkzeuge für Parallelrechner	Bavarian Consortium for High Performance Scientific Computing	Bayerische Forschungsstiftung
FORTWIHR	Numerical simulation of [Schmelz- und Beschichtungsprozessen]	Bavarian Consortium for High Performance Scientific Computing	Bayerische Forschungsstiftung

Federal Ministry of Education and Research

Short name	Project name	Project type	Funded by
DIWERK	DIWERK - Density Functional Methods as a Tool for Chemistry	Förderinitiative "High Performance Scientific Computing"	BMB+F
03ZEM1M1	Efficient, robust and accuruate Solvers for linear system of equations resulting from mechanistic models for the simulation of time-dependant two-phase water-steam-streams	Förderinitiative "Neue mathematische Verfahren in Industrie und Dienstleistungen"	BMB+F
ITO	Information Technology Online (ITO)	Förderprogramm Neue Medien in der Bildung (NMB)	BMB+F

German Academic Exchange Service

Short name	Project name	Project type	Funded by	Finished
Simulation Technology	Summer school Simulation Technology in Romania	Programm Sommerschulen im Ausland	German Academic Exchange Service (DAAD)

German Research Foundation

Short name	Project name	Project type	Funded by
SFB411 - C4	Principles of aerob biological wastewater treatment	Subproject of Priority Program 411	DFG
SFB438 - Z2	Mathematical Modelling, Simulation and Verification of material-oriented processes and intelligent systems	Subproject of Priority Program 438	DFG
SFB342	Methods and Tools for the use of parallel hardware archictures	Subproject of Priority Program 342	DFG
Research Training Group	Kooperation und Ressourcenmanagement in verteilten Systemen	-	DFG

Hochschulrektorenkonferenz

Short name	Project name	Project type	Funded by	Finished
SimLab Belgrade	Installation of a simulation laboratory (SimLab) at the University of Belgrade for use in research and education	Förderung von hochschulpolitischen Projekten in der Bundesrepublik Jugoslawien	HRK

Virtuelle Hochschule Bayern

Short name	Project name	Project type	Funded by	Finished
vhb - CSE	Development of courses for the vhb	Virtuelle Hochschule Bayern (vhb)	VHB

Volkswagen Foundation

Short name	Project name	Project type	Funded by	Finished
Mathematical Thinking	Development and enhancement of creative application of mathematical thinking	Perspektiven der Mathematik an der Schnittstelle von Schule und Universität	VW-Stiftung

Industrial cooperations

Short name	Project name	Project type	Funded by
TabletPCs	Simulation Technology Goes Mobile	HP Hardware Grant	Hewlett-Packard
Structural mechanics	Distributed Simulation of structural mechanic problems based on recursive substructering	Within the framework FORTWIHR	Siemens AG
Numerical Simulation of coupled problems	Numerical Simulation of coupled problems	Within the framework FORTWIHR	Siemens AG
Octree	Algorithms on Octree-datastructures for the examnination of collisions in CAD-modeled components in automotive engineering	Within the framework FORTWIHR	Tecoplan Informatik
NEC	Scalable High Performance Shared Memory Vector Computer and their Applications to Fluid Flow Investigations	Within the framework FORTWIHR	NEC-ESS
Cray	The combination method for turbulence simulation	Within the framework FORTWIHR	Cray Research

Landesstiftung Baden-Württemberg

Short name	Project name	Project type	Funded by	Finished
MSV	Multimodale Simulation des Verkehrsablaufs in großen Netzen	Förderprogramm Modellierung und Simulation auf Höchstleistungsrechnern	Landesstiftung B.-W,
Nucleation (S)	Massive parallel molecular simulation and visualization of the nucleation in mixtures for scale-overlapping models	Förderprogramm Modellierung und Simulation auf Höchstleistungsrechnern	Landesstiftung Baden-Württemberg

Others

Short name	Project name	Project type	Funded by	Finished
RTB-Bayern TP3.8	Distributed computing in engineering applications	part of FORTWIHR	DFN-Verein
NumStoch	NumStoch: Automatic pre-correction of numerical programming tasks	self-study online	Universität Stuttgart

Summer school Simulation Technology in Romania

Project type	Sonderprogramm Akademischer Neuaufbau Südosteuropa
Funded by	Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)
Begin	September 2004
End	September 2004
Leader	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Staff	Dipl.-Ing. Ioan Lucian Muntean
Contact person	Dipl.-Ing. Ioan Lucian Muntean

Additional information

NumStoch: Automatic pre-correction of numerical programming tasks

Project type	self-study online
Funded by	Universität Stuttgart
Begin	January 2004
End	December 2004
Leader	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Staff	Dr.rer.net Stefan Zimmer
Contact person	Dr.rer.net Stefan Zimmer

Brief description

Im Rahmen der Übungen zur Vorlesung Numerische und Stochastische Grundlagen der Informatik, die im WS03/04 erstmals angeboten wurde und für Informatiker und Softwaretechniker Pflichtveranstaltung im 3. Semester ist, haben die Teilnehmer Programmieraufgaben zu numerischen Fragestellungen zu bearbeiten und im bestehenden eClaus-System elektronisch einzureichen. Die Korrektur dieser Programme soll durch eine automatische Vorkorrektur effizienter gestaltet werden, die Ergebnisse der Vorkorrektur sollen so aufbereitet werden, dass sie den Teilnehmern als Ergänzung zu den Kommentaren der Korrektoren zur Verfügung gestellt wird, um mit vertretbarem Aufwand ein aussagekräftigeres individuelles Feedback zu ermöglichen. Bei einer Nutzung der Programmieraufgaben als Selbstlernmodule ist auch eine ausschließliche Verwendung der automatischen Vorkorrektur möglich, die den Studierenden konkrete Hinweise auf Fehler und Verbesserungsmöglichkeiten liefert.

Information Technology Online (ITO)

Project type	Förderprogramm Neue Medien in der Bildung (NMB)
Funded by	BMB+F
Begin	January 2001
End	December 2003
Leader	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Staff	Srihari Narasimhan, M.Sc. Dr.rer.net Stefan Zimmer
Contact person	Srihari Narasimhan, M.Sc.
Co-operation partner	miscellaneous Institutes of the Universität Stuttgart, TU Dresden, TU Hamburg-Harburg, TU Müchen and the PH Ludwigsburg

Brief description

Das Ziel des Projektes bestand darin, multimediale englischsprachige Lehrinhalte auf der Basis der Vorlesungen der Projektpartner zu entwickeln und innerhalb unterschiedlicher Lernszenarien einzusetzen. Um Austausch und Wiederverwendung zu gewährleisten, war ein modulares Konzept mit geeigneter Hierarchie erforderlich. Auf oberster Ebene steht jeweils ein multimedialer Kurs, welcher ein gesamtes Themengebiet abdeckt und sich aus mehreren Lehrmodulen zusammensetzt. Die Bandbreite der Lehrmodule reicht dabei von Basis-Lehrmaterialien, wie z. B. einzelnen Folien einer PowerPoint-Präsentation, Video-Clips und Screen-Movies, bis hin zu größeren, in sich abgeschlossenen Multimedia-Vorlesungen. Letztere setzen sich aus Lehrmodulen feinerer Granularität zusammen, wobei multimediale Darstellungsformen die Anschaulichkeit wissenschaftlicher Zusammenhänge verbessern. Während bei den Multimedia-Vorlesungen die Erläuterung des Lehrstoffes durch Dozenten erfolgt, ermöglichen web-basierte Lernapplikationen ergänzend dazu eine selbstständige Erarbeitung des Lehrstoffes. Die für die Präsenzveranstaltungen erstellten Lehrmodule bilden dabei die Ausgangsbasis für die Realisierung dieser Lernapplikationen. Die Lehrmodule und Lernapplikationen kommen schließlich auch im Rahmen der beruflichen Weiterbildung zum Einsatz.

Additional information
Overview of the implemented Course modules
Course Modules

Development and enhancement of creative application of mathematical thinking

Project type	Perspektiven der Mathematik an der Schnittstelle von Schule und Universität
Funded by	VW-Stiftung
Begin	January 2001
End	December 2003
Leader	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Staff	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Contact person	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Co-operation partner	Lehrstuhl für Angewandte Analysis mit Schwerpunkt Numerik (Prof. Dr. Ronald H.W. Hoppe, Universität Augsburg), Lehrstuhl für Algebra und Zahlentheorie (Prof. Dr. Jürgen Ritter, Universität Augsburg)

Principles of aerob biological wastewater treatment

Project type	Subproject of SFB 411
Funded by	DFG
Begin	January 2001
End	December 2003
Leader	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Staff	Dipl.-Geophys. Markus Brenk Dipl.-Inf.Univ. Ralf-Peter Mundani Dr.rer.net Stefan Zimmer
Contact person	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Co-operation partner	Lehrstuhl für Wassergüte und Abfallwirtschaft (Prof. Dr. Dr. h.c. Peter Wilderer, TU München

Brief description

Teilprojekt C4: Einfluss von Biofilmstruktur auf Stofftransportvorgänge in durchströmten Biofilmen

Multimodal Simulation of Traffic Flow in Large Networks

Project type	Förderprogramm Modellierung und Simulation auf Höchstleistungsrechnern
Funded by	Landesstiftung Baden-Württemberg
Begin	October 2004
End	January 2007
Leader	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Staff	Dipl.-Inf. Michael Moltenbrey
Contact person	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Co-operation partner	Prof.Dr.-Ing. Markus Friedrich (ISVS, Universität Stuttgart) Prof.Dr.-Ing. Wolfram Ressel (ISVS, Universität Stuttgart)

Brief description

Within this projects methods of traffic simulations (private transport and public transport) are examined. The main focus is on the implementation of the used assignment models (route search, route choice and traffic flow model) on high performance computers, in order to simulate large networks in arguable time.

Massive parallel molecular simulation and visualization of the nucleation in mixtures for scale-overlapping models

Project type	Förderprogramm Modellierung und Simulation auf Höchstleistungsrechnern
Funded by	Landesstiftung Baden-Württemberg
Begin	October 2004
End	October 2006
Leader	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Staff	Dr.-Ing. Martin Bernreuther
Contact person	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Co-operation partner	Prof.Dr. Thomas Ertl (VIS, Universität Stuttgart) Prof.Dr.-Ing. Hans Hasse (ITT, Universität Stuttgart) Prof.Dr.-Ing. Karlheinz Schaber (ITTK, Universität Karlsruhe)

Brief description

Spontan auftretende Phasenzerfälle bestimmen viele Prozesse in Natur und Technik. Solche Zerfälle sind zum Beispiel der entscheidende Schritt bei der Herstellung nanoskaliger Partikel, sie sind auch für Vorgänge in der Atmosphäre verantwortlich, die unser Klima stark beeinflussen. Bei der Modellierung und Simulation solcher Prozesse ist die Bestimmung der Keimbildungsrate von zentraler Bedeutung. Die Kenntnisse hierüber sind bislang völlig unzureichend, insbesondere, wenn Mischungen mehrerer Stoffe betrachtet werden. Die direkte molekulare Simulation bietet die Möglichkeit, solche Keimbildungsraten vorauszuberechnen. Bislang ist dies aber aufgrund von Beschränkungen der Rechenleistung nur für den weniger interessanten Fall extrem hoher Übersättigungen (Keimbildungsraten) möglich. Der Einsatz von HPC eröffnet hier völlig neue Perspektiven. Als besonders attraktiv erscheinen dabei Simulationen auf massiv parallelen, skalierbaren Architekturen mit verteiltem Speicher, von Clustern bis hin zum Grid, für die geeignete Verteilungs- und Lastausgleichsstrategien zu entwickeln sind. Zum besseren Verständnis des Prozesses der Keimbildung sowie der Morphologie der Nanopartikel muss deren Entstehung visualisiert werden. Hierzu müssen eine Vielzahl von verteilt simulierten Partikeln und ihre Eigenschaften in einer Darstellung vereint und durch adaptive Clustering-Verfahren interaktiv Strukturen extrahiert werden. Schließlich müssen, auch zur Validierung, die Ergebnisse der molekularen Betrachtung an höhere Ebenen der Prozessmodellierung und -simulation angebunden werden. Hierfür ist eine Schnittstelle zur populationsdynamischen Beschreibung der Phänomene zu schaffen. Ziel des Projekts ist es letztlich, Methoden und Werkzeuge für die skalenübergreifende Modellierung, Hochleistungsrechner-basierte Simulation und Visualisierung der betrachteten, technisch bzw. in der Natur außerordentlich wichtigen Vorgänge bereitzustellen. Dazu ist ein eng aufeinander abgestimmtes Zusammenwirken von ingenieurwissenschaftlichen Gruppen und Gruppen aus der Informatik erforderlich, wie es im Projekt vorgesehen ist.

Development of courses for the Virtuelle Hochschule Bayern

Project type	-
Funded by	Virtuelle Hochschule Bayern
Begin	2001
End	open end
Leader	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz Prof.Dr. Christoph Zenger
Staff	Dr.rer.nat. Michael Bader
Contact person	Dr.rer.nat. Michael Bader

Brief description

Zum Wintersemester 2001/2002 wurde an der TUM das interdisziplinäre, englischsprachige Master-Programm Computational Science and Engineering (CSE) als Aufbaustudiengang für Natur- und Ingenieurwissenschaftler eingeführt. Als Besonderheit sieht die CSE-Studienordnung vor, dass einzelne Module des Studiengangs auch von Instituten anderer Hochschulen eingebracht werden können, u.a. als virtuelle Lehreinheit im Rahmen der Virtuellen Hochschule Bayern (vhb). Das Angebot virtueller Lehreinheiten soll gewährleisten, dass teilnehmende Studenten von der CSE-Kompetenz in ganz Bayern profitieren können. Darüber hinaus soll ein hochschulübergreifendes zeitgemäßes Lehrangebot zum Thema High Performance Computing (HPC) und CSE aufgebaut werden, auf das auch andere Universitäten bei Einführung entsprechender Studiengänge oder Vertiefungsfächer zugreifen können. Im Rahmen dieses Projekts sollen zunächst zwei ausgewählte Module zur virtuellen Vorlesung bzw. virtuellen Übung ausgebaut werden: das Modul "Introduction to Scientific Computing", sowie das Modul "Modelling and Simulation in Continuum Mechanics".

Simulation Technology Goes Mobile

Project type	HP Hardware Grant
Funded by	Hewlett-Packard
Begin	July 2004
End	May 2006
Leader	Prof.Dr. Hans-Joachim Bungartz
Staff	Dr.rer.net Stefan Zimmer
Contact person	Dr.rer.net Stefan Zimmer

Brief description

As part of HP Mobile Technology for Teaching grant, 34 TabletPCs and accompanying equipment have been donated to improve education in the field of simulation techniques at the Universität Stuttgart. They will be used in various courses in the faculties

Computer Science, Electical Engineering, and Information Technology (Institutes: IPVS, VIS)
Civil and Environmental Engineering (IWS, ISVS)
Aero- and Astronautics Engineering (IAG)
Mechanical Engineering (ITT)
Mathematics and Physics (IANS)

Up to now, they have been successfully used in summer schools:

Summer School Berlin 2004 Use Transport Data! (Sept. 6-10, 2004)
Summer School Simulation Technology, Constanta/Romania (Sept. 9-20, 2004)
Ferienakademie Sarntal/Italy (Sept. 19-Oct. 1, 2004)

With start of winter term 2004/05, they were be introduced into the regular course program, in the winter term especially in the lecture Numerische und Stochastische Grundlagen der Informatik, where a group of students was equipped with TabletPCs.

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