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Prof. Dr. Wolfgang Karl

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76131 Karlsruhe
Deutschland

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Softwarepraktikum Parallele Numerik

Dozenten

Prof. Dr. Wolfgang Karl
Prof. Dr. Götz Alefeld
Thomas Becker
Markus Hoffmann

Inhalt

Das Praktikum behandelt die Methode der Finiten Elemente als numerische Lösungsmethodik partieller Differentialgleichungen insbesondere im Hinblick auf die Anwendung auf praxisnahe Problemstellungen aus den verschiedenen Bereichen der Naturwissenschaften und mit Blick auf die Parallelisierungseigenschaften und -möglichkeiten. Dabei werden in kleinen und nach Möglichkeit interdisziplinären Gruppen Projekte bearbeitet, die sich inhaltlich sowohl mit dem mathematischen Hintergrund als auch der technischen Umsetzung befassen. Eine Programmierbibliothek zur Vereinfachung der Anwendung der Methode der Finiten Elemente wird zur Verfügung gestellt.

Vorherige Besuche entsprechender Vorlesungen zu den Themengebieten Numerik Partieller Differentialgleichungen, Methode der Finiten Elemente sowie wissenschaftliches Rechnen und Parallelisierungsmethodik sind hilfreich, aber keine Voraussetzung für die Teilnahme. Alle notwendigen theoretischen Grundlagen werden im Rahmen des Praktikums wiederholt und vertieft.

Erste Programmiererfahrungen in C/C++ werden empfohlen.

 

Lernziele
Nach erfolgreichem Abschluss des Praktikums können Studierende

  • numerische Methoden aus dem Umfeld der Partiellen Differentialgleichungen sowie der Methode der Finiten Elemente beherrschen.
  • grundlegende und weiterführende Techniken der Parallelverarbeitung beherrschen.
  • Programmierbibliotheken zur Methode der Finiten Elemente nennen und exemplarisch eine dieser Bibliotheken verwenden.
  • numerische Methoden aus dem Umfeld der Partiellen Differentialgleichungen sowie der Methode der Finiten Elemente auf gegebene und neue Problemstellungen anwenden.
  • grundlegende und weiterführende Techniken der Parallelverarbeitung auf gegebene und neue Problemstellungen anwenden und diese analysieren.
  • Projekte eigenständig innerhalb eines interdisziplinären Teams bearbeiten.

 

Allgemeines

  • Das Praktikum wird wöchentlich Dienstags und Mittwochs jeweils um 13:00 Uhr betreut.
    Hinweis: An einigen wenigen Terminen herrscht Anwesenheitspflicht. Grundsätzlich dienen diese Termine zur Besprechung der Aufgaben sowie zur Klärung von Fragen. Wir weisen ausdrücklich darauf hin, dass die Bearbeitung der Aufgaben zu lediglich diesem Termin in der Regel nicht genügen wird.
  • Die Durchführung des Praktikums erfolgt in Teams zu zwei oder drei Personen.
  • Abgeschlossen wird das Praktikum mit einer schriftlichen Ausarbeitung.

 

Einführungen und Aufgabenblätter

Datum Einführungsfolien Aufgabenblatt Quelltexte Abgabe bis
19.04.2016, 13:00 Uhr Vorbesprechung - - -
20.04.2016, 13:00 Uhr Einführung FEM - - -
26.04.2016, 14:00 Uhr Einführung HiFlow - - -
27.04.2016, 13:00 Uhr Einführung OpenMP OpenMP45.pdf -
  Einführung Projekt 1 Projekt1.pdf Projekt1.zip 01.06.2016
07.06.2016 Ergänzende Methoden der FEM - - -
08.06.2016 Einführung Cuda - - -
08.06.2016 Einführung Projekt 2 Projekt2.pdf Projekt2.zip 20.07.2016