Jenkins ist eine weitverbreitete Open-Source-Automatisierungsplattform, die in der Softwareentwicklung häufig in Verbindung mit Git für Continuous Integration (CI) eingesetzt wird. Durch automatisierte Builds und Tests unterstützt Jenkins die frühzeitige Identifizierung potenzieller Probleme und trägt zur Verbesserung der Entwicklungsqualität bei. Das häufig genutzte Jenkins-Plugin Multijob ermöglicht die Bündelung mehrerer Jobs zu […]
Die C++ Standard-Klassen std::set und std::map bzw. ihre unsortierten Varianten std::unordered_set und std::unordered_map (assoziative Container) sind nicht thread-safe. Eine thread-safe Alternative sind die entsprechenden Container (tbb::concurrent_set, tbb::concurrent_unordered_set, …) aus der frei verfügbaren Intel-Bibliothek Threading Building Blocks (TBB). Dazu ein Beispiel: für eine FEM-Berechnung sei ein 3D-Modells mittels Tetraeder trianguliert. Üblicherweise […]
Der Temperaturverlauf in der Umgebung eines Kontaktbereiches wird mithilfe des nachfolgenden Modellproblems analysiert (1D-Interface Problem). Für die numerische Lösung der heat equation in komplizierten 3-D-Geometrien lassen sich hiermit Rückschlüsse zur Auflösung des evtl. großen Temperaturgradienten (Feinheit des Gitters im Kontaktbereich) bzw. zur Konstruktion von Ansatzfunktionen fürs XFEM-Verfahren gewinnen. Das Modellproblem […]
\( \def\x{{\bf x}} \def\y{{\bf y}} \def\out{{\rm out}} \newcommand{\Spro}[2]{\langle {#1},{#2} \rangle} \) Die Radiosity-Gleichung beschreibt den Strahlungsaustausch zwischen diffusen Oberflächen und ist die Grundlage für Surface-to-Surface-Strahlungsmodelle. Bei großen Modellen wird die numerische Behandlung allerdings schnell anspruchsvoll, da die entstehenden Gleichungssysteme einen hohen Speicher- und Rechenaufwand verursachen. Ein zentraler Grund dafür ist […]
\(\newcommand{\Mod}[1]{\ \mathrm{mod}\ #1}\) Für einen Primzahltest, basierend auf dem kleinen Fermatschen Satz, wird die Auswertung von $$ a^{p-1} \Mod{p}, \qquad 0 < a < p , \quad a,p \in \mathbb{N} $$ für große Zahlen $a$ und $p$ benötigt. Diese Operation nennt man diskrete Exponentialfunktion oder modulare Exponentiation. Die naive Berechnung, […]
SageMathCell SageMath ist ein quelloffenes und kostenloses Computeralgebrasystem (CAS). Es erlaubt das Umstellen, Faktorisieren, Vereinfachen, Differenzieren und Integrieren von Termen (symbolischen Ausdrücken) – und bietet darüber hinaus viele weitere Möglichkeiten. Mit SageMathCell lassen sich solche Berechnungen sogar direkt online in einer Web-Oberfläche durchführen, wobei eine Python-ähnliche Skriptsprache zum Einsatz kommt. […]
Kugelflächenfunktionen sind mathematische Funktionen, die auf der Oberfläche einer Kugel definiert sind. Als Eigenfunktionen des Laplace-Operators spielen sie eine wichtige Rolle bei der Lösung partieller Differentialgleichungen und werden daher oft als Ansatzfunktionen verwendet. Mithilfe von Kugelflächenfunktionen lässt sich die räumliche Verteilung von Strahlung, Schall oder elektrischen Feldern in einer kugelförmigen […]
Simulationen nutzen eine geometrische Diskretisierung des realen oder virtuellen Modells, die sogenannte Triangulierung. So sind beispielsweise in der Automobilindustrie Fahrzeugoberflächen mit mehreren Millionen Dreiecken üblich. Soll der Wärmestrahlungsaustausch zwischen den Oberflächen in einem Surface-to-Surface-Strahlungsmodell berücksichtigt werden, muss für jedes dieser Dreiecke bestimmt werden, welche anderen Dreiecke sichtbar sind. Die mathematische […]
\( \def\x{{\bf x}} \def\y{{\bf y}} \newcommand{\Spro}[2]{\langle {#1},{#2} \rangle} \) Die Rendering Equation, kurz REQ, beschreibt, ebenso wie ihre kleinere Schwester, die Radiosity Equation, den Energieaustausch zwischen Oberflächen. Die Gleichung lautet \begin{equation} \label{RTE} L(\x,\omega) = L_e(\x,\omega)+\int_{2 \pi} f(\x, \omega, \omega^\prime) \, L( h(\x,\omega^\prime), -\omega^\prime) \,\cos \theta^\prime d{\omega^\prime}. \end{equation} Bezeichnungen (hier klicken […]
\( \def\x{{\bf x}} \def\y{{\bf y}} \newcommand{\Spro}[2]{\langle {#1},{#2} \rangle} \) Mehrgitterverfahren sind in der Lage große Gleichungssysteme mit mehreren Millionen Unbekannten, die sich aus der Diskretisierung von physikalischen Simulationsmodellen ergeben und bestimmte Anforderungen erfüllen, schnell zu lösen. Im Gegensatz zu klassischen Iterationsverfahren, deren Konvergenzrate mit zunehmender Feinheit des Gitters abnimmt, behalten […]
Parameteridentifikation: ein klassisches Inverses Problem Parameteridentifikation ist ein zentrales Thema in der Inversen Theorie. Dabei geht es um die Bestimmung einer unbekannten Funktion. Im Folgenden wird ein typisches Szenario behandelt: die Bestimmung einer unbekannten Parameterfunktion \( \lambda \) aus gegebenen Daten \( y \), die über einen Integraloperator \( \mathcal{A} […]