Heute simuliert man außer den Eigenschaften eines Produkts verstärkt den Produktionsprozess selbst. Blechumformung und die Simulation von Gießprozessen stehen im Vordergrund unserer Arbeiten. Gemeinsam mit Softwarehäusern und Anwendungspartnern aus der Industrie optimieren wir durch Simulation Prozessparameter und gleichen Materialkennwerte an. Unsere Algorithmen ermöglichen es, aus vorhandenen Entwürfen Produktionsverfahren für neue Modelle abzuleiten.

Crashsimulation ist eine der rechenzeitintensivsten Anwendungen der numerischen Simulation in der Industrie. Wir haben hier besondere Kompetenz bei der Entwicklung schneller paralleler Kontaktsuchverfahren. Verbesserte Partitionierungsalgorithmen erlauben deutliche Rechenzeitgewinne gegenüber den in Crashsimulationspaketen üblicherweise implementierten Verfahren. Gegenwärtig liegt ein Schwerpunkt unserer Arbeit in der Entwicklung von Simulationsverfahren auf der Basis von Volumenelementen. Dies soll erlauben, das Verhalten von Gussbauteilen hochaufgelöst zu simulieren.

Verzeigungen und daraus resultierendes instabiles Verhalten von Kenngrößen ist eine inhärente Eigenschaft von Crashsimulation. Das Tool DIFF-CRASH erlaubt es, diese Instabilitäten zu bewerten und gezielt die Ursachen zu analysieren.  mehr ...

Die Computersimulation ist ein entscheidendes Hilfsmittel in der modernen Produktentwicklung. So werden Prototypen neuer Produkte verstärkt am Computer konzipiert, weiterentwickelt und getestet, bevor ein erster realer Prototyp gebaut wird. Dabei variiert man verschiedene Geometrien, Material- und Prozessparameter typischerweise solange von Hand, bis eine optimale oder zumindest zufriedenstellende Konfiguration gefunden ist. Eine unserer Kernkompetenzen besteht in der rechnergestützten Optimierung derartiger Prozesse. Während unsere Methoden und Ansätze im Prinzip mit beliebigen Simulationsprogrammen gekoppelt werden können, liegt unsere Spezialität auf Optimierungsprozessen für komplexe, sehr rechenzeitintensive Simulationsprogramme, etwa bei strukturmechanischen Anwendungen wie der Umformtechnik. Speziell für industrielle Anwendungen dieser Art haben wir die Optimierungstoolbox DesParO entwickelt.  mehr ...

Bei umfassenden industriellen Simulationen geht es letztlich um die Lösung großer Gleichungssysteme mit vielen millionen Unbekannten. Dabei entscheidet die Geschwindigkeit der Berechnung über die Praktikabilität der Berechnung. Die Erforschung und Entwicklung numerischer Algorithmen, die derartige Gleichungssysteme mit optimaler Geschwindigkeit lösen (skalierbare Löser), gehören seit vielen Jahren zu unseren Arbeitsschwerpunkten. Wir haben große Erfahrung mit modernen, hierarchischen Algorithmen (Mehrgitter- oder allgemeiner Multilevelalgorithmen) und hier besonders bei deren Einsatz in industrieller Simulationssoftware. Die hocheffizienten Lösermodule unseres Programmpaketes SAMG sind bereits in viele kommerzielle Softwareprodukte eingebunden. Bisherige Anwendungsbereiche sind unter anderem Strömungsmechanik, Ölreservoir- und Grundwassersimulation, Prozess- und Devicesimulation in der Halbleiterphysik, Strukturmechanik und Schaltkreissimulation.  mehr ...

Viele numerische Simulationsanwendungen benötigen sehr hohe Rechenleistungen, akzeptable Ausführungszeiten sind oft nur über die Parallelisierung der Anwendung zu erreichen. Wir haben langjährige Erfahrung in der expliziten Parallelisierung von Anwendungen mit Hilfe von Nachrichtenaustausch (MPI) und umfangreiches methodisches Wissen im Compilerbau. Unsere Hauptaktivitäten zielen hier darauf ab, parallele Programme – und zwar für Systeme mit gemeinsamen und mit verteiltem Speicher – für den Benutzer möglichst einfach zu gestalten. Dazu haben wir das Übersetzungssystem ADAPTOR entwickelt, das sich auf Programme in OpenMP-Fortran und High Performance Fortran (HPF) anwenden läßt.  mehr ...

Die Schere zwischen der Steigerung der Prozessorleistung (zur Zeit Faktor 1,5 jährlich) und der Speicherzugriffsleistung (Faktor 1,07 jährlich) öffnet sich immer weiter. Platziert man einen Cache oder mehrere Caches zwischen Hauptspeicher und Prozessor, schafft das zwar prinzipiell Abhilfe, hat aber auch Nachteile: Anwendungsprogramme müssen eine immer stärkere Lokalität in Zeit (Daten werden mehrfach benutzt) und Raum (Daten werden sequentiell bearbeitet) haben, um die Speicherhierarchie effizient ausnutzen zu können. Konventionelle Implementierungen erreichen oft nur einen Bruchteil der theoretisch möglichen Leistung eines Rechners. Wir bieten Beratung und Unterstützung bei der effizienten Ausnutzung von Cache-Architekturen an. Ein optimiertes Programmdesign führt in vielen Fällen zu einer drastischen Steigerung der Rechenleistung.  mehr ...

Algorithmen für Data-Mining sind Standardverfahren bei kommerziellen Anwendungen. Für Engineering-Aufgaben entwickeln wir derzeit Module, die Simulationsergebnisse bewerten und auf den so erzeugten Metadaten Data-Mining-Algorithmen einsetzen. Aktuelle Fragen sind:
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die Analyse der Sensitivität von Simulationsergebnissen (DIFF-CRASH) auch für topologisch inkompatible Modelle
der Einfluss bestimmter Varianten auf CAE- Kenngrößen und
das Ableiten von Konstruktionen aus existierenden Modellen für neue Entwürfe oder Fragen.
</typolist>  mehr ...

Die Simulation eines dynamischen Prozesses (zum Beispiel einer Crash-Simulation, Wettervorhersage oder eines Gießvorgangs) erzeugt leicht Ergebnisdateien, die mehrere Gigabytes groß sind. Standardkompressionsverfahren reduzieren diese Dateien nur geringfügig. Bei der Kompression von Grafiken und Filmen genutzte Verfahren lassen sich auch auf Simulationsergebnisse anwenden. Erste Untersuchungen haben gezeigt, dass sich bei Wettervorhersagen leicht ein Faktor 5 erreichen lässt, ohne dass die Aussagekraft der Ergebnisse leidet. Wir entwickeln gegenwärtig eine Toolbox, welche die Kompression von Simulationsergebnissen in Abhängigkeit von Genauigkeitsvorgaben für reguläre und unstrukturierte Gitter unterstützt.