Completed Research and Development Projects
Bayerische Forschungsstiftung
| Short name | Project name | Project type | Finished |
| FORTWIHR | Design of efficient computation methods for problems of fluid dynamics | Bavarian Consortium for High Performance Scientific Computing | |
| FORTWIHR | Design of efficient parallel algorithms for the computation of fluid dynamics in complex geometries | Bavarian Consortium for High Performance Scientific Computing | |
| FORTWIHR | Simulation und Optimalsteuerung von Luft- und Raumfahrtsystemen und Werkzeuge für Parallelrechner | Bavarian Consortium for High Performance Scientific Computing | |
| FORTWIHR | Numerische Simulation von Schmelz- und Beschichtungsprozessen | Bavarian Consortium for High Performance Scientific Computing |
Federal Ministry of Education and Research (BMB+F)
| Short name | Project name | Project type | Finished |
| DIWERK | DIWERK - Density Functional Methods as a Tool for Chemistry | Förderinitiative "High Performance Scientific Computing" | |
| 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" | |
| #ITO | Information Technology Online (ITO) | Förderprogramm Neue Medien in der Bildung (NMB) |
German Academic Exchange Service (DAAD)
| Short name | Project name | Project type | Finished |
| #Simulation Technology | Summer school Simulation Technology in Romania | Programm Sommerschulen im Ausland |
German Research Foundation (DFG)
| Short name | Project name | Project type | Finished |
| #SFB411 - C4 | Principles of aerob biological wastewater treatment | Subproject of Priority Program 411 | |
| SFB438 - Z2 | Mathematical Modelling, Simulation and Verification of material-oriented processes and intelligent systems | Subproject of Priority Program 438 | |
| SFB342 | Methods and Tools for the use of parallel hardware archictures | Subproject of Priority Program 342 | |
| Research Training Group | Kooperation und Ressourcenmanagement in verteilten Systemen | - |
Hochschulrektorenkonferenz
| Short name | Project name | Project type | 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 |
Virtuelle Hochschule Bayern
| Short name | Project name | Project type | Finished |
| #vhb - CSE | Development of courses for the vhb | Virtuelle Hochschule Bayern (vhb) |
Volkswagen Foundation
| Short name | Project name | Project type | Finished |
| #Mathematical Thinking | Development and enhancement of creative application of mathematical thinking | Perspektiven der Mathematik an der Schnittstelle von Schule und Universität |
Industrial cooperations
| Short name | Project name | Project type | Funded by | Finished |
| #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 | Finished |
| #MSV | Multimodale Simulation des Verkehrsablaufs in großen Netzen | Förderprogramm Modellierung und Simulation auf Höchstleistungsrechnern | |
| #Nucleation (S) | Massive parallel molecular simulation and visualization of the nucleation in mixtures for scale-overlapping models | Förderprogramm Modellierung und Simulation auf Höchstleistungsrechnern |
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 |
Project Descriptions
Simulation Technology
| 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 |
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.
ITO
Information Technology Online
| 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.
Overview of the implemented Course modules
Mathematical Thinking
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) |
SFB411 - C4
Principles of aerobic biological wastewater treatment
Teilprojekt C4: Einfluss von Biofilmstruktur auf Stofftransportvorgänge in durchströmten Biofilmen
| Project type | Subproject of SFB 411 |
| Funded by | German Research Foundation (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 |
MSV
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.
Nucleation
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.
vhb - CSE
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".
TabletPC
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.