Projektmodul/Praktikum
Diese Veranstaltung ist ein Projekt, in dem Sie als Studierende die Möglichkeit haben, anwendungsnahe Aufgaben in den Bereichen
Optimierung, Optimale Steuerung und Informatik
zu bearbeiten. Viele der angebotenen Probleme kommen aus der
Meeres- und Klimaforschung (Exzellenzcluster Future Ocean).
Wir bieten Ihnen praxisnahe und hoffentlich interessante Aufgaben an, bei denen es Modellierungsteile sowie numerische und informatikrelevante Teile gibt. Sie haben hier die Gelegenheit, mit forschungsnahen Problemen zu arbeiten.
Je nach Ihren Interessen und Kenntnissen können Sie die Teilaufgaben bearbeiten. Daher ist Teamarbeit erwünscht. Eine Vorliebe für selbständiges Denken und vielleicht auch interdisziplinäres Arbeiten in einer Gruppe ist ebenfalls von Vorteil, wobei Sie von uns in regelmäßigen Treffen unterstützt werden. Als Modulprüfung soll die gemeinsame Arbeit am Ende des Semesters präsentiert werden.
Die Veranstaltung ist geeignet für Studierende in den Studiengängen
- BSc Informatik (Projekt-/Abschlussmodul Optimierung und Informatik in Meeres- und Klimaforschung)
- MSc Informatik (Masterprojekt Algorithmische Optimale Steuerung/Klimasimulation)
- BSc Mathematik (Praktikum Optimierung und Informatik in Meeres- und Klimaforschung).
Der Schwierigkeitsgrad variiert dementsprechend. Auf Wunsch kann dieses Modul auf eine Abschlussarbeit hinführen.
Eine Vorbesprechung fand am 22.10.09 statt. Wenn Sie Interesse haben, melden Sie sich bei Thomas Slawig.
Themengebiete im Wintersemester 2009/10:
Es können weitere, auch von Ihnen vorgeschlagene, dazukommen.
- Analyse von Modelldaten mit Wavelets: Was sind Wavelets? Was ist der Unterschied zur Fourieranalyse? Wie wendet man Wavelets auf Daten an? Was gibt frei verfügbare Software her? Kann man Wavelets auf unsere Daten sinnvoll anwenden und was erhält man?
- Das Stommel-Modell: Ein ganz einfaches Klimamodell, mit dem die Auswirkung des Global Warmings auf die Ozeanströmung untersucht werden kann. Was kann man über dieses Modell aussagen? Was kann man damit machen? Wie berechnet man Lösungen? Wie stellt man solche Ergebnisse dar und was kann man daraus erkennen?
- Das Rahmstorf-Boxmodell: Ebenfalls ein einfaches Klimamodell, mit dem die Auswirkung des Global Warmings auf die Ozeanströmung untersucht werden kann. Das Modell wurde bereits in einer VL vorgestellt. Hier geht es insbesondere um die Berechnung der sattionären Zustände mit Hilfe eines sog. Quasi-Newtonverfahrens, d.h. einer Variante des klassischen Newtonverfahrens. Wie verhält sich das Verfahren bei diesem Modell? Kann man damit zuverlässig stationäre Zustände berechnen? Was passiert, wenn man das Modell erweitert?
- Unsicherheiten in Modellen mit Intervallarithmetik und Operator Overloading: Modelle haben unsichere Daten und Parameter, d.h. es gibt nicht den richtigen Wert, sondern nur ein Intervall, in dem er liegt. Bei der Simulation kann man das einbeziehen, indem man nicht mit Zahlen, sondern mit Intervallen rechnet. Wie geht das? Und wie kann man in C++ das Operator Overloading dazu benutzen? Kommen da vernünftige Ergebnisse heraus oder nur [-Infinity,+Infinity]?
- Rechnen auf Grafikkarten (GPUs)
Zur Zeit wird viel darüber gesprochen, Simulationen auf Grafikkarten durchzuführen, um deren hohe Geschwindigkeit (bei niedrigen Hardwarekosten) auszunutzen. Es gibt eine konkrete Anwendung im Cluster Future Ocean, wo darüber nachgedacht wird. Wie erzeugt man Code, der auf der GPU läuft? Ist er schneller und unter welchen Voraussetzungen? Wie kann man einige Testanwendungen zum Laufen bringen und was ist der Performancegewinn? Eignet sich das für die angedachte Anwendung?
Infos: NVIDIA Cuda SDK (für C), Jacket (für Matlab)