Meldungen der Fachgruppe Computational Methods in Systems and Control Theory

Die FlexiBLAS Bibliothek hat ein Update erhalten. Mit Version 3.4.2 wird die Unterstützung für die GNU Compiler ab Version 14 verbessert.

Die chinesische Mathematikerin und Systemtheoretikerin Dr. Kang-Li Xu forscht mit einem Alexander von Humboldt-Stipendium für ein Jahr am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg. Sie ist in der Forschungsgruppe Numerische Methoden in der System- und Regelungstheorie zu Gast und widmet sich dort ihrem Spezialgebiet der Riemannschen Optimierung.

Die MEPACK Bibliothek ist in Version 1.1.1 erschienen. Ab sofort kann MEPACK auch unter Windows, inklusive MATLAB, genutzt werden.

Die Version 3.4.1 unsere FlexiBLAS Bibliothek ist erschienen. Diese stellt die Unterstützung für LAPACK 3.12.0 bereit.

Version 2023.2.0 von pyMOR ist erschienen. Weiter Information auf pymor.org.

Dr. rer. nat. Sridhar Chellappa, 31, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Fachgruppe CSC, wurde als bester Doktorand 2023 der Fakultät für Mathematik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg für seine herausragende Promotion ausgezeichnet. Seine Dissertation beschäftigt sich mit der Modellordnungsreduktion dynamischer Systeme, einem zunehmend wichtigen Gebiet der angewandten Mathematik im Grenzbereich zu den Ingenieurwissenschaften.

Die Softwarebibliothek MEPACK kann nun mithilfe von pyMEPACK aus Python-Programmen heraus genutzt werden. Die Bibliothek ist mit dem NumPy/SciPy-Ökosystem kompatibel, sodass sie leicht in bestehende Python-Projekte integriert werden kann.

Unsere FlexiBLAS Software Bibliothek kann nun auch aus der FreeBSD Paketverwaltung installiert werden. Somit ist FlexiBLAS neben der Fedora/Redhat Linux Betriebssystemfamilie nun auch leicht in der BSD-Welt zu nutzen.

Der jährliche Workshop der beiden GMA Fachausschüsse „Modellbildung, Identifikation und Simulation in der Automatisierungstechnik“ und „Systemtheorie und Regelungstechnik“ findet auch in diesem Jahr wieder im Hotel Momentum in Anif bei Salzburg statt.

MORLAB - Model Order Reduction LABoratory version 6.0 zur Modellreduktion von linearen System is jetzt verfügbar. Mehr Informationen unter: http://www.mpi-magdeburg.mpg.de/projects/morlab

Der erste f(A)belhafte Workshop über Matrixfunktionen und Exponentialintegratoren findet von Montag, 25. September bis Freitag, 27. September 2023 am MPI Magdeburg statt.

Version 3.0 der M-M.E.S.S. Toolbox für MATLAB und Octave ist erschienen. Diese Version erweitert die Funktionalität um Krylov-Unterraum Projektionslöser für Lyapunov und Riccati Gleichungen, einen ersten Löser für Sylverster Gleichungen, sowie ein neues Logger Werkzeug.,

MEPACK ist eine FORTRAN-Softwarebibliothek für die Lösung von Sylvester-ähnlichen Matrixgleichungen mit dicht-besetzen Koeffizienten. Die aktuelle Version unterstützt Hessenberg- und Hessenberg-Dreiecks-Matrizen als Eingaben und enthält zahlreiche Bugfixes.

Die diesjährige pyMOR School findet von Montag, den 18. bis Freitag, den 22. September 2023 an der TU Berlin statt.

Shaimaa Monem Abdelhafez hat den ersten Platz bei der ACM SIGGRAPH 2023 Student Poster Competition gewonnen! Ihr Beitrag "Improved Projective Dynamics Global Solves Using Snapshots-based Reduced Basis" war beeindruckend in seiner Ausführung und zeigte Vorteile gegenüber bestehenden physikbasierten Simulationsansätzen. Die Konferenz ist die bedeutendste Tagung im Bereich Computergraphik, mit ca. 20.000 TeilnehmerInnen.

Version 2023.1.0 von pyMOR ist erschienen. Weiter Information auf pymor.org.

Unser internes Gruppentreffen findet am 04. und 05. Juli am MPI statt. Das Ziel des Gruppentreffens ist es, einige Forschungsfragen zu diskutieren, die bislang für uns ungelöst geblieben sind. Von jedem wird erwartet, einen Vortrag zu halten, das Problem zu beschreiben und die spezifischen Fragen zu stellen, die beantwortet oder diskutiert werden sollen.

Version 1.3 der UF Matrix Collection Access Library wurde veröffentlicht. Highlights: 1. Matrizen können mit anderen Datentypen eingelesen werden, z.B. uint16_t für die Indizes und float für die Einträge. 2. Der Cache-Ordner kann nun verschoben werden, ohne dass die Matrizen neu heruntergeladen werden müssen.

Version 2022.2.1 von pyMOR ist erschienen. Weiter Information auf pymor.org.

Dieser Workshop hat zum Ziel, MPG-ForscherInnen, die an den NFDI-Konsortien teilnehmen und andere MPG Mitglieder mit einem Interesse an Forschungsdatenmanagement zusammenzubringen. Er dient als Eröffnungsworkshop mit dem Ziel, einen regelmäßigen MPG-internen Austausch zum Forschungsdatenmanagement zu etablieren, NFDI-relevante Aktivitäten in der MPG zu koordinieren und zu diskutieren.

Die Gruppe Computational Methods in Systems and Control Theory am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg sucht zwei studentische Hilfskräfte (m/w/d) für das MaRDI-Projekt.

Version 2022.2.0 von pyMOR ist erschienen. Weiter Information auf pymor.org.

Auf seinem diesjährigen Workshop hat der Fachausschuss 1.30 „Modellbildung, Identifikation und Simulation in der Automatisierungstechnik“ der VDI/VDE Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik Dr. Jens Saak zu seinem neuen Leiter gewählt. Er tritt das Amt mit sofortiger Wirkung an.

Version 2022.1.1 von pyMOR ist erschienen. Weiter Information auf pymor.org.

Die diesjährige pyMOR School findet von Montag, den 22. bis Freitag, den 26. August 2022 am MPI Magdeburg statt.

Version 2022.1.0 von pyMOR ist erschienen. Weiter Information auf pymor.org.

Anahita Iravanizad gewann mit 26 Stimmen (72%). Jonas Schulze erhielt 10 Stimmen (28%). Anahita Iravanizad ist die externe Doktorandenvertreterin für den Zeitraum Juli 2022 /Mai 2023. Jonas Schulze wird der interne Vertreter.

Our work on discovering nonlinear dynamical systems using a Runge–Kutta-inspired dictionary-based sparse regression approach has been published in the proceedings of the Royal Society A: Mathematical, physical and engineering science. This work demonstrated that blending numerical integration schemes with sparse regression enhances the performance, particularly for noisy and sparse data.

Mit diesem ersten MaRDI-Workshop zum Wissenschaftlichen Rechnen wollen wir Forscher aus dem Bereich des Wissenschaftlichen Rechnens und verwandter Disziplinen zusammenbringen, die an der FAIRness ihrer Forschungsdaten interessiert sind. Neben Präsentationen zu den aktuellen MaRDI-Projekten und ausgewählten Keynote-Vorträgen werden Birds-of-a-Father-Sessions Raum für Diskussionen und praktische Übungen lassen.

Wir gratulieren unserem mehrfachen Co-Autor Jack Dongarra zur Auszeichnung mit dem ACM A. M. Turing Award 2021! Seine Beiträge zu Softwarebibliotheken wie LINPACK, BLAS, LAPACK, ScaLAPACK, PLASMA, MAGMA und SLATE wirken sich täglich auf die in der Gruppe durchgeführten Berechnungsexperimente aus, und die von ihm mitentwickelten Konzepte haben mehrere unserer eigenen Beiträge auf diesem Gebiet inspiriert. (Bildnachweis: © University of Tennessee, Knoxville)

Dieser Workshop zielt darauf ab, eine kohärente Reihe von Vorträgen anzubieten, die die mathematischen Aspekte der (optimalen) Steuerung dynamischer Systeme angemessen klären, mit besonderem Schwerpunkt auf Modellreduktionsmethoden für große Systeme sowie deren Optimierung. Aufgrund der Förderung durch das DAAD-Projekt „Accelerated solution of optimal damping problems“, liegt ein besonderer Schwerpunkt auf eben diesen Problemstellungen.

Version 2.2 von M-M.E.S.S. ist erschienen. Es handelt sich weitestgehend um eine Fehlerbehebungsversion mit stellenweise deutlich überarbeiteter Dokumnetation.

hier." cols="40" required >Die IFAC Organisation unterstützt uns in der Bereitstellung eines Simulink Modells unseres Pendels und der Durchführung öffentlicher Vorführungen. Ein detailliertes Programm folgt. Siehe auch hier.

Version 2021.2.0 von pyMOR ist erschienen. Weiter Information auf pymor.org.

Die diesjährige pyMOR School findet von Montag, den 4. bis Freitag, den 8. Oktober 2021 an der WWU Münster statt.

Version 2021.1.0 von pyMOR ist erschienen. Weitere Information auf pymor.org.

Im Rahmen des MaRDI Konsortiums innerhalb der NFDI besetzen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine auf 5 Jahre befristete Stelle als Forschungsdatenmanager (m/w/d), sowie ab 1.1.2022 eine (zunächst) auf 2 Jahre befristete Stelle als Research Software Engineer (m/w/d).

Langfristig können Kontaktbeschränkungen schneller aufgehoben werden, wenn jüngere Menschen zuerst immunisiert werden.

morgen - Model Order Reduction for Gas and Energy Networks ist in Version 1.1 erschienen. Weitere Informationen unter: https://git.io/morgen

CSC-Teamleiter Dr. Jens Saak wurde zum Mitglied des Editorial Boards der Zeitschrift "Mathematical and Computational Applications" ernannt.

Prof. Dr. Peter Benner rückt zum 1. August 2021 in das Direktorium des CDS auf. Er löst Prof. Dr. Rolf Findeisen als Direktoriumsmitglied ab.

In dieser Arbeit entwickeln C. Himpe, S. Grundel und P. Benner ein dynamisches Gasnetwerksimulationsmodell, testen mehrere angepasste systemtheoretische sowie datengetriebene Modellreduktionsalgorithmen und vergleichen Modell-Löser-Reduktor Ensembles.

This paper by P. Benner (CSC), S. Gugercin (VT) and S. W. R. Werner (CSC) extends the framework for structure-preserving interpolation of regular subsystem transfer functions of structured bilinear control systems to the parametric system case. It got published in Automatica, a Journal of IFAC.

Thermische Effekte sind die dominante Quelle für Verschiebungen in Werkzeugmaschinen und damit für Werkstückungenauigkeiten während des Fertigungsprozesses. Eine vielversprechende Strategie, um den ständig steigenden Genauigkeitsanforderungen gerecht zu werden, ist der Einsatz von prädiktiven Modellen für, z. B., Parameter- und Designoptimierungen, oder die Online-Korrektur des thermisch induzierten Fehlers am Tool Center Point (TCP) im Fertigungsprozess. Allerdings erfordern diese Techniken schnelle, aber präzise Simulationen. Der Bedarf an hoher Modellgüte steht in direktem Gegensatz zu den gewünschten Echtzeitfähigkeiten. Die Modellordnungsreduktion (MOR) ist ein attraktives Werkzeug zur Überwindung dieses Problem. Es wird eine Modellierungs-Toolchain vorgeschlagen und demonstriert, die auf die effektive Konstruktion von schnellen und genauen Modellen zugeschnitten ist, wobei der eingebettete MOR-Schritt hervorgehoben wird.

Prof. Dr. Alexander Zuyev, Senior Scientist in der Forschungsgruppe Computational Methods in Systems and Control Theory, ist zum Korrespondierenden Mitglied der "Abteilung für Mathematik" der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Ukraine gewählt worden.

Mechthild, das HPC-System des Instituts, wurde im Mai dieses Jahres erweitert, um die Anforderungen der kommenden KI-Anwendungen zu erfüllen. Fünf neue Rechenknoten, ausgestattet mit AMD EPYC 7452 CPUs und NVidia Tesla A100 Beschleunigern, wurden installiert. Zusammen mit den bestehenden GPU-Knoten stehen nun bis zu 22 Beschleunigergeräte für alle Arten von Anwendungen zur Verfügung, von numerischer linearer Algebra über Molekulardynamik bis hin zu den neuesten KI-Toolkits. Neben der Erhöhung der Rechenleistung des Systems wurde auch der zentrale Datenspeicher verdoppelt, um den gestiegenen Anforderungen gerecht zu werden.

Version 2020.2.2 von pyMOR ist erschienen. Weiter Information auf pymor.org.

This paper by P. Benner (CSC), S. Gugercin (VT) and S. W. R. Werner (CSC) provides a framework for structure-preserving interpolation of regular subsystem transfer functions of structured bilinear control systems. It got published in Advances in Computational Mathematics.

This work by Pawan Goyal (CSC) and Peter Benner (CSC) combines machine learning (dictionary-based) with a numerical integration scheme, namely a Runge-Kutta scheme to discover governing equations using corrupted and sparsely-sampled data. The method does not require the computation of derivative information to discover governing equations. Hence, it holds a key advantage when data are corrupted and sparsely sampled.

This paper by Süleyman Yildiz (METU Ankara), Pawan Goyal (CSC), Peter Benner (CSC), and Bülent Karasözen (METU Ankara) discusses learning reduced models for parameterized shallow water equations using only data. The article is published in International Journal for Numerical Methods in Fluids.

This paper by P. Benner (CSC) and S. W. R. Werner (CSC) extends the frequency- and time-limited balanced truncation methods to second-order systems and describes numerical tools for their application to large-scale sparse systems. It got published in Linear Algebra and its Applications.

Dieser Artikel von J. Fehr (Uni Stuttgart), C. Himpe (CSC), S. Rave (WWU Münster) und J. Saak (CSC) strebt einen Bottom-up-Ansatz für nachhaltige Übergabeprozesse in der wissenschaftlichen Softwareentwicklung aus der Sicht eines Entwicklers an. Er wurde heute im Journal of Open Research Software veröffentlicht.

Das M.E.S.S. Entwicklerteam veröffentlicht Version 2.1 der MATLAB und OCTAVE toolbox. Die neue Version enthält weitere Verbesserungen an den MOR-Funktionen, sowie diverse kleinere Fehlerkorrekturen. Vor allem stellt diese Version aber neue Löser für Lyapunov-plus-positive Gleichungen und Unterstützung für die neuen sparss und mechss Systemklassen in Matlab zur Verfügung.

Der BiGmax Workshop 2021 on Big-Data-Driven Materials Science wird vom 14. bis 15. April 2021 virtuell stattfinden. Ziel des Workshops ist es, Ergebnisse und neue Erkenntnisse zur datengetriebenen Materialwissenschaft zu präsentieren. Diese können auf Ansätzen des statistischen und maschinellen Lernens, des Compressed Sensing und anderen aktuellen Technologien aus Mathematik, Informatik, Statistik und Informationstechnologie basieren.

In diesem Preprint stellen Manuela Hund, Tim Mitchell, Petar Mlinarić und Jens Saak, eine Methode zur H₂⊗L₂ optimalen Modellreduktion für parametrische, linear zeitinvariante Systeme vor. Dies ist die erste systemtheoretische, parametrische Modellreduktionsmethode, die eine lokale, optimale Approximation in einer geeigneten Systemnorm durchführt. Weiterhin ist diese Methode für ein breites Spektrum parametrischer Modelle reduzierter Ordnung geeignet und hat nur wenige Anforderungen an das Modell voller Ordnung. Der neue, optimierungsbasierte Algorithmus geht über die klassischen projektionsbasierten Verfahren hinaus und garantiert die Stabilität des berechneten Modells reduzierter Ordnung. Der Preprint ist auf arXiv verfügbar.

Dr. Jens Saak (CSC - DISC) und Prof. Zoran Tomljanovic (J.J. Strossmayer Universität Osijek) haben erfolgreich ein Projekt zur Beschleunigung beim Lösen von Problemen zur optimalen Dämpfung schwingender Systeme beantragt. Der DAAD fördert im Rahmen des Programmes des Projektbezogenen Personenaustauschs (Kroatien 2021-2023) den Austausch von Wissenschaftlern aus Magdeburg, Osijek und Zagreb in den kommenden 2 Jahren.

CSC Mitglied Jan Heiland darf sich über die positive Evaluierung seiner Juniorprofessur an der OVGU freuen. Die positive Evaluation beinhaltet die wissenschaftliche Arbeit und Lehrtätigkeit der vergangenen 2,5 Jahre und gilt als äquivalent zu einer Habilitation.

emgr - EMpirical GRamian Framework Version 5.9 für Modellreduktion von (nichtlinearen) Eingabe-Ausgabe Systemen ist veröffentlicht. Mehr Information unter: https://gramian.de

Seit dem 1. Januar 2021 leitet Dr. Igor Pontes Duff als Teamleiter die SDS – Structured Dynamical Systems Gruppe.

Seit dem 1. Januar 2021 leitet Pawan Goyal als Teamleiter die MLDS – Machine Learning for Dynamical Systems Gruppe.

Durch die Vereinigung der Kräfte des Scientific Computing-Teams und des CSC IT-Infrastruktur-Teams bündelt DISC das Wissen über Hard- und Software und setzt die Synergien für die HPC-Lösungen der nächsten Generation aus der CSC-Abteilung in die Praxis um.

Version 2020.2.0 von pyMOR ist erschienen. Weiter Information auf pymor.org.

Am 27. Oktober erschien Fedora Linux in der 33. Auflage. Neben vielen Änderungen und Aktualisierungen, die üblich für eine neue Version der Linux Distribution sind, gehört nun auch FlexiBLAS zur Standardinstallation und wird von allen Paketen verwendet, die Funktionen aus BLAS und LAPACK benötigen.

Der pyMOR Online-Kurs 2020 (ersetzt die pyMOR-School) findet vom Montag, den 28. September bis Freitag, den 2. Oktober 2020 statt.

Version 2020.1.2 von pyMOR ist erschienen. Weiter Information auf pymor.org.

Die GAMM Juniors Sommerschule für angewandte Mathematik und Mechanik (SAMM) wird online stattfinden.

Version 2020.1.1 von pyMOR ist erschienen. Weiter Information auf pymor.org.

"Honorable mention" bezüglich des Householder Awards 2020 wurde Dr. Pawan Goyal für seine Doktorarbeit zum Thema "System-theoretic model order reduction for bilinear and quadratic-bilinear systems" verliehen.

Das jährliche CSC/DRI Treffen wird in diesem Jahr virtuell (BBB) stattfinden.

emgr - EMpirical GRamian Framework Version 5.8 für Modellreduktion von (nichtlinearen) Eingabe-Ausgabe Systemen ist veröffentlicht. Mehr Information unter: https://gramian.de

Kirandeep Kour gewann mit 29 Stimmen (52,7%). Jennifer Przybilla erhielt 26 Stimmen (47,3%). Kirandeep Kour ist die externe Doktorandenvertreterin für den Zeitraum Mai 2020/Mai 2021. Jennifer Przybilla wird die interne Vertreterin.

Zusammen mit Dirk Wolfram (geb. Siebelts, CAU Kiel) erhielten Jens Saak und Steffen W.R. Werner heute den Preis für den besten Artikel in der Kategorie Anwendungen der Zeitschrift at-Automatisierungstechnik im Jahrgang 2019 für ihren Beitrag "A comparison of second-order model order reduction methods for an artificial fishtail".

Das M.E.S.S. Entwicklerteam veröffentlicht Version 2.0.1 der MATLAB und OCTAVE toolbox. Die neue Version enthält minimale Verbesserungen an den MOR-Funktionen, sowie diverse kleiner Fehlerkorrekturen in den DRE Lösern und DAE_1 Funktionen.

Dieser Workshop ist der achte in einer Reihe von Workshops über Matrixgleichungen und Tensortechniken. Wie in den vorigen Instanzen liegt der Schwerpunkt auf den neuesten Entwicklungen in Theorie, Berechnung und Anwendung von linearen und nichtlinearen Matrix- und Tensorgleichungen.

Das Team "Wissenschaftliches Rechnen" der Gruppe "Computational Methods in Systems and Control Theory" am MPI in Magdeburg veranstaltet den dritten Workshop "Power-Aware Computing - PACO2019" am Max-Planck-Institut Magdeburg. Ziel des Workshops ist es, Experten aus und um das Thema herum in einer zweitägigen Veranstaltung zusammenzubringen.

A 5 days workshop on Machine Learning in Model Reduction and Control that will be held in Shanghai, China, in October 2019. There will be 40 participants including 15 from Germany and maybe a few from other countries.

Die erste pyMOR School findet im Oktober 2019 vom Montag, den 7. bis Freitag, den 11. Oktober 2019 am MPI Magdeburg statt.

A summer school of the BiGmax Network

4th Workshop on Model Reduction of Complex Dynamical Systems - MODRED 2019

Das M.E.S.S. Entwicklerteam veröffentlicht Version 2.0 der MATLAB und OCTAVE toolbox. Die neue Version enthält einige neue Löser, viele Effizienz und Benutzbarkeitsverbesserungen, sowie diverse kleiner Fehlerkorrekturen.

MORLAB - Model Order Reduction LABoratory version 5.0 zur Modellreduktion von linearen System is jetzt verfügbar. Mehr Informationen unter: http://www.mpi-magdeburg.mpg.de/projects/morlab

Das Treffen findet im "Schloss Ringberg" in den Tegernseer Bergen

BiGmax Workshop on BiG Data Material Science

9. Workshop über Differential-Algebraische Gleichungen DESCRIPTOR 2019 Paderborn (Deutschland) 17. - 20. März 2019 Anmeldeschluss ist der 30. November 2018.

emgr - EMpirical GRamian Framework Version 5.7 für Modellreduktion von (nichtlinearen) Eingabe-Ausgabe Systemen ist veröffentlicht. Mehr Information unter: https://gramian.de

Bei der diesjährigen SIAM Conference on Computational Science and Engineering (CSE19), 25. Februar - 1. März 2019 in Spokane, Washington, USA, trägt CSC in vielfältiger Weise bei. Einerseits werden die beiden Minisymposia "Model Reduction and Reduced-order Modeling of Dynamical Systems" (organisiert von Peter Benner und Thanos Antoulas aus der DRI Gruppe) sowie "Mathematical Methods for Control and Optimization of Large-Scale Energy Networks" (organisiert von Manuel Baumann und Yue Qiu). Andererseits werden Vorträge von Manuel Baumann, Peter Benner, Igor Pontes Duff und Steffen Werner gehalten.

Jörg Fehr (Universität Stuttgart) und Christian Himpe organisieren ein Minisymposium zum Thema "Research software and -data: How to ensure replicability, reproducibility, and reusability" bei der 90sten Jahrestagung der Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik.

In this article, Davide Palitta proposes a new iterative method for solving large-scale algebraic Riccati equations. The very appealing computational features of projection methods and the convergence properties of the inexact Newton-Kleinman method are combined. Several numerical results illustrate the potential of the novel approach.

Davide Palitta got a one-semester Postdoctoral Fellowship at the Institute for Computational and Experimental Research in Mathematics (ICERM), Brown University, for the program "Model and dimension reduction in uncertain and dynamic systems". https://icerm.brown.edu/programs/sp-s20/

Peter Benner, Petar Mlinarić and Jens Saak participated in the kickoff meeting of the DFG project "pyMOR - Sustainable Software for Model Order Reduction" at WWU Münster.

Version 0.5 of pyMOR has been released. More information at pymor.org

emgr - EMpirical GRamian Framework Version 5.6 für Modellreduktion von (nichtlinearen) Eingabe-Ausgabe Systemen ist veröffentlicht. Mehr Information unter: https://gramian.de

Peter Benner was elected to the SIAM Council. He will serve a 3-year term starting January 1, 2019. The SIAM Council formulates scientific policy of the Society, monitors technical activities, proposes new activities, and recommends action to the Board, as appropriate.

MORLAB - Model Order Reduction LABoratory version 4.0 zur Modellreduktion von linearen System wurde veröffentlicht. Weitere Informationen unter: http://www.mpi-magdeburg.mpg.de/projects/morlab

In diesen Übersichtsartikel präsentieren Peter Benner, Zvonimir Bujanović (Uni Zagreb), Patrick Kürschner und Jens Saak einen umfassenden Vergleich für Niedrigranglöser für hochdimensionale algebraische Riccatigleichungen.

Vom 19.10. bis 02.11.2018 besucht Peter Benner das Institute for Computational Engineering and Sciences (ICES) an der University of Texas in Austin. Als Gast der neuen ICES Direktorin, Prof. Karen Willcox, wird er dabei durch eine J. T. Oden Faculty Fellowship unterstützt. Am 25.10. spricht er im ICES Seminar über "Low-rank tensor methods for PDE-constrained optimization under uncertainty"

The workshop "HPC and Data Science for Scientific Discovery", Oct. 15-19, 2018, is part of the Long Program "Science at Extreme Scales: Where Big Data Meets Large-Scale Computing" at the Institute for Pure and Applied Mathematics (IPAM), University of California, Los Angeles (UCLA). Peter Benner presents an invited lecture "Low-rank tensor methods for simulation, optimization and uncertainty quantification of parametric PDEs", and Pawan Goyal contributes a poster.

Stephan Rave (WWU Münster), Tobias Leibner (WWU Münster) und Christian Himpe haben einen fehlergetriebenen Hauptachsentransformations-Algorithmus für große Datenmengen entwickelt. Die Hierarchical Approximate Proper Orthogonal Decomposition (HAPOD) erlaubt Niedrigrang-Abschätzungen sowohl auf Supercomputern mit minimaler Kommunikation als auch auf Einplatinencomputern mit beschränktem Speicher.

Melina Freitag (Uni Bath) und Patrick Kürschner untersuchen die Auswirkungen von inexakten Lösungen der linearen Gleichungssysteme in rationalen Krylov Unterraum- und Niedrig-rang ADI-Verfahren für große Matrixgleichungen. Adaptive Abbruchkriterien werden vorgestellt, die eine Reduzierung des numerischen Aufwands zur Lösung der linearen Systeme ermöglichen.

Die 5. EUCCO fand im Zeitraum 10.-12.09.2018 an der Universität in Trier mit 106 Teilnehmern statt. CSC war beteiligt durch Peter Benner (Programmkomitee und Vortrag in Special Session), Jan Heiland (Organisation der Special Session "Model order reduction and low-rank approximation for nonlinear problems"), sowie durch Christian Himpe und Roman Weinhandl (Vorträge in Special Session).

emgr - EMpirical GRamian Framework Version 5.5 für Modellreduktion von (nichtlinearen) Eingabe-Ausgabe Systemen ist veröffentlicht. Mehr Information unter: https://gramian.de

Die M-M.E.S.S. Toolbox für Matlab bekommt Verstärkung. In der Version 1.0.0 erscheint heute die C basierte Implementierung mit Bindings für Python und via MEX auch für Matlab. Noch fehlen in der C Version die Löser für differentielle Matrixgleichungen, dafür wartet sie mit einigen Funktionen auf, die in M-M.E.S.S. bisher nicht enthalten sind.

ROSTAPACK is a library implemented in MATLAB for computing or approximating robust stability measures, such as the H-infinity norm, of linear dynamical systems with input and output.

emgr - EMpirical GRamian Framework Version 5.4 für Modellreduktion von Eingabe-Ausgabe Systemen ist veröffentlicht. Mehr Information unter: http://gramian.de

Das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Ausschreibung "Mathematik für Innovationen als Beitrag zur Energiewende" geförderte Projekt, startete Anfang 2018 mit einer Laufzeit von 3 Jahren. PI Dr. Sara Grundel und Projektmitarbeiter Dr. Manuel Baumann sind Teil des Verbundprojekts. Sie entwickeln, untersuchen und erproben mit mehreren Forschungsinstitutionen und Partnern aus der Praxis neueste mathematische Verfahren zum effizienten und nachhaltigen Einsatz von Energie. Partner: TU Chemnitz, TU Ilmenau, TenneT TSO GmbH, ENSO NETZ GmbH, Venios GmbH, Energy Saxony e.V.

In April 2018, Jan Heiland, team leader within the CSC group, was appointed as assistant professor at the OVGU, Faculty of Mathematics. The W1-Junior Professorship “Numerical Methods for Descriptor Systems” will start May 1, 2018.

Die SIAM Conference on Applied Linear Algebra (SIAM-ALA18) findet am 4.-8. Mai 2018 and der Hong Kong Baptist University statt. Die CSC Mitarbeiter Carolin Penke, Davide Palitta, und Patrick Kürschner nehmen mit Vorträgen teil.

The University of Trier is honored to be the 2018 organizer of the 5th European Conference on Computational Optimization, scheduled to take place at Trier University from September 10 to 12, 2018. Peter Benner is part of the Program Committee.

Der diesjährige CSC Gruppenworkshop findet im Burghotel Bad Belzig vom 4. bis 6. Juni 2018 statt.

A young academics workshop of the GAMM FA Numerische Analysis on theoretical and numerical aspects of DAEs. Organized by Jan Heiland and Robert Altmann.

The BigMax Workshop 2018 on Big-Data-Driven Materials Science will be held at Kloster Irsee, Germany, April 10-13, 2018. It is aimed at presenting results and new insights on data-driven materials science. Those can be based on approaches in statistical and machine learning, compressed sensing and other recent technologies from mathematics, computer science, statistics and information technology.

The 4th Conference on Model Reduction of Parametrized Systems - MoRePaS 2018 - is taking place in Nantes, France, April 10-13, 2018. Peter Benner is part of the Scientific Committee. The CSC group participates with talks given by Christian Himpe, Petar Mlinaric, Manuela Hund as well as with posters presented by Cleophas Kweyu, Yao Yue, Sara Grundel, Lihong Feng, Sridhar Chellappa, Steffen Werner, and Victor Gosea.

emgr - EMpirical GRamian Framework Version 5.3 für Modellreduktion von Eingabe-Ausgabe Systemen ist veröffentlicht. Mehr Information unter: http://gramian.de

Martin Redmann (WIAS Berlin) und Patrick Kürschner stellen Fehlerschranken für Modelreduktion mittels zeitbegrenzten balancierten Abschneiden vor.

Peter Benner hält im September Vorträge an der New York University und der Temple University in Philadelphia. Thema der Vorträge am 15.9 im Numerical Analysis and Scientific Computing Seminar des Courant Instituts an der NYU sowie am 27.9. im Applied Mathematics and Scientific Computing Seminar an der Temple University ist jeweils "Low-rank methods for PDE-constrained optimization under uncertainty".

Petar Mlinaric, Doktorand in der CSC Gruppe und der IMPRS Magdeburg, wurde in der diesjährigen Auswahlrunde zum GAMM Junior ernannt. Die GAMM Junioren repräsentieren die Nachwuchswissenschaftler der Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik. Die Amtszeit beträgt drei Jahre, jedes Jahr werden zehn neue GAMM Junioren ernannt. Herzlichen Glückwunsch, Petar!

Das diesjährige Treffen des Fachausschusses Angewandte und Numerische Lineare Algebra am 07. und 08. September in Köln hat den Themenschwerpunkt HPC. Martin Köhler und Jens Saak vertreten die CSC Gruppe mit Vorträgen in der Schwerpunktsession zu hybriden CPU-GPU Implementierungen von Algorithmen der linearen Algebra.

Die MORLAB, Model Order Reduction Laboratory, Toolbox ist in Version 3.0 erschienen. Weitere Informationen auf der Projekt-Website: http://www.mpi-magdeburg.mpg.de/projects/morlab

Patrick Kürschner organisiert ein Minisymposium über "Matrixgleichungen: Theorie, Numerik & Anwendungen" während der "International Conference on Scientific Computation and Differential Equations (SciCADE)", die in Bath, GB stattfindet. Das neueste Gruppenmitglied Tony Stillfjord nimmt ebenfalls mit einen Vortrag an diesen Minisymposium teil.

emgr - EMpirical GRamian Framework für Modellreduktion von Eingabe-Ausgabe Systemen ist in Version 5.2 erschienen. Weitere Information unter: http://gramian.de

Peter Benner hat als einer der Initiatoren ein neues Max Planck Research Network ins Leben gerufen. BigMax, das MaxNet on big-data-driven Materials Science, ist ein Kooperationsprojekt von 12 Max-Planck-Instituten und befasst sich mit der Analye großer Datenmengen im Bereich der Materialwissenschaften.

Patrick Kürschner untersucht Modelreduktion mittels einer zeitbegrentzen Variante des balancierten Abschneidens. Mit Hilfer eines rationellen Krylovunterraum-Verfahrens werden die auftretenden Matrixfunktionen und -gleichungen behandelt. Die numerischen Experimenten zeigen das innerhalb des betrachteten Zeitintervals ein Genauigkeitsgewinn verglichen mit unbegrenzen balancierten Abschneiden erreicht werden kann.

Der zweite "Workshop on Power Aware Computing" findet im Max-Planck-Konferenzzentrum Schloß Ringberg am Tegernsee statt. Die Themengebiete wurden im Vergleich zum Jahr 2015 leicht erweitert und es konnten renommierte Sprecher gewonnen werden.

emgr - EMpirical GRamian Framework für Modellreduktion von Eingabe-Ausgabe Systemen ist in Version 5.1 erschienen. Weitere Information unter: http://gramian.de

Der 7. Workshop zu "Matrix Equations and Tensor Techniques" (METT-VII) findet vom 13.-14. Februar 2017 an der Universität in Pisa statt. Die METT Workshop-Reihe wird von Peter Benner, Heike Faßbender (TU Braunschweig), Lars Grasedyck (RWTH Aachen), Daniel Kressner (EPF Lausanne) Beatrice Meini (Universität Pisa) und Valeria Simoncini (Universität Bologna) organisiert, die lokale Organisation übernimmt Beatrice Meini. Die bisherigen Workshops fanden in Leipzig (2005), Chemnitz (2007), Braunschweig (2009), Aachen (2011), Lausanne (2013) und Bologna (2015) statt.

P. Benner, H. Faßbender, M. Hinze, R. Zimmermann, T. Stykel organisieren die MODRED 2017, 11.-13. Januar 2017 am Department of Mathematics and Computer Science (IMADA), University of Southern Denmark, Odense.

Peter Benner was re-appointed to the editorial board of the SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications (SIMAX). He will serve his fifth term as SIMAX editor from January 1, 2017 till December 31, 2019.

Peter Benner wurde für 3 Jahre ins Herausgebergremium der elektronischen Zeitschrift Electronic Transactions on Numerical Analysis (ETNA) berufen. ETNA wurde 1993 an der Kent State University gegründet als einer der ersten "community efforts", eine rein elektronische und frei zugängliche Fachzeitschrift zu etablieren.

Christian Kuehn and Patrick Kürschner untersuchen die numerische Approximation von lokalen Fluktuationen für bestimme Klassen von SPDEs. Kombinierte Fehlerschätzungen werden vorgestellt, die die 4 Hauptfehler beinhalten: der örtliche Diskretisierungsfehler, der lokale Linearisierungsfehler, der lokale Fehler durch die steady state Approximation, und schließlich der Fehler durch die numerische Approximation der Kovarianzmatrix mittels durch Niedrigranglösern für Lyapunovgleichungen.

Peter Benner wurde ins Herausgebergremium der Springer-Zeitschrift "Advances in Computational Mathematics (ACOM)" berufen. ACOM publiziert in allen Bereichen der angewandten und computergestützten Mathematik, insbesondere im Bereich numerischer Methoden, Modellierung und Simulation.

Das Paper "Numerical solution of large-scale Lyapunov equations, Riccati equations, and linear-quadratic optimal control problems" von Peter Benner, Jing-Rebecca Li und Thilo Penzl (Numerical Linear Algebra with Applications 15(9):755-777, 2008) wurde vom Web of Science als "Highly Cited Paper" ausgezeichnet - es gehört zu den 1% am häufigsten zitierten Paper der Kalssifikation Mathematik mit Publikationsdatum in 2008.

emgr - EMpirical GRamian Framework für Modellreduktion von Eingabe-Ausgabe Systemen ist in Version 5.0 erschienen. Weitere Information unter: http://gramian.de.

Die Reduced Basis Summer School ist eine Konferenz organisiert von jungen Wissenschaftlern für junge Wissenschaftler. Master- und PhD-Studenten aus allen Bereichen der Modellreduktion sind eingeladen sich anzumelden.

Die finale Version des Artikels ist jetzt bei AIMS Mathematics im OpenAccess verfügbar.

Jens Saak und Martin Köhler werden im Rahmen der Reihe „Wissenschaft im Rathaus“ einen Vortrag halten, der sich der Frage „Formeln für die Energiewende: Wie kann mit Mathematik Energie gespart werden?" widmet. Beginn: 19:00 Uhr. Veranstaltungsort: Altes Rathaus, Magdeburg

Zum Thema "Modellierung, Modellreduktion und Optimierung von Strömungen" treffen sich 40 Wissenschaftler vor allem aus China und Deutschland in Shanghai. Der Workshop wird organisiert von Shiwei Ma und Xin Du (U Shanghai) sowie Peter Benner und Jan Heiland (MPI) und finanziert vom Zentrum für chinesisch-deutsche Zusammenarbeit CDZ.

Melina Freitag, Patrick Kürschner und Jennifer Pestana präsentieren neue Konvergenzresultate für das vorkonditionierte GMRES Verfahren im Fall der Anwendung auf Gleichungssysteme, die innerhalb von Lösern für große Eigenwertprobleme auftreten.

Der 16. GAMM ANLA Workshop fand an der TU Hamburg statt. Peter Benner, Jens Saak, Nicodemus Banagaaya, Patrick Kürschner und Martin Stoll von den CSC / NDS Forschungsgruppen nahmen teil. Martin Stoll, Jens Saak und Patrick Kürschner stellten neue Resultate in Vorträgen vor.

Akwum Onwunta und Patrick Kürschner stellen ihre Forschungsergebnisse in Minisymposiumsvorträgen auf der CMAM-7 in Jyväskylä;, Finnland vor. Martin Stoll organisiert zusammen mit Boris Khoromskij (MPI Leipzig) ein Minisymposium.

Die CSC-Gruppe ist mit Vorträgen von Pawan Goyal, Jan Heiland und Alexander Zuyev vertreten. Darüberhinaus organisiert Jens Saak (zusammen mit Hermann Mena) ein Minisymposium zu Matrixgleichungen, ihren Lösern und Anwendungen.

CSC und NDS haben mehrere Vorträge (Peter Benner, Jens Saak, Patrick Kürschner, Akwum Onwunta, Martin Soll, Christian Himpe, Xin Liang) in Minisymposien bei der diesjährigen ILAS Tagung mit 440 Teilnehmern an der KU Leuven gehalten. Außerdem hat Peter Benner das eingeladene Minisymposium "Matrix Equations" gemeinsam mit Beatrice Meini (U. Pisa) organisiert.

Nachvollziehbare und wiederholbare numerische Experimente sind die Grundvoraussetzung für die Vergleichbarkeit von verschiedenen Methoden auf gemeinsamen Benchmark Beispielen. Dieser Artikel, von J.Fehr, J. Heiland, Ch. Himpe und J. Saak, beleuchtet die Thematik, gibt einen Leitfaden für gute Praxis bei der Durchführung solcher Experimente in der Modellreduktion und erläutert Grundvoraussetzungen an die unterliegende Software für die Wiederverwendbarkeit in ähnlichen Anwendungen.

Peter Benner hält beim 6. kroatischen Mathematik-Kongress einen Hauptvortrag zum Thema "Model Order Reduction of Linear Stochastic Systems Driven by Levy Noise". Petar Mlinaric nimmt ebenfalls mit einem Vortrag teil.

Auf der International Supercomputing Conference, welche vom 19.7. bis 23.7 in Frankfurt am Main stattfindet, stellt Martin Köhler im Rahmen des "Energy-Aware High Performance Computing" Workshop einen Energie effiziente Implementierung des Gauss-Jordan-Verfahrens zur Lösung von Gleichungssystemen mit vielen rechten Seiten vor.

Die CSC Gruppe beteiligt sich mit 5 Voträgen in Minisymposia und 1 weiteren Vortrag am VII European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering auf Kreta, 5.-10. Juni 2016. Vorträge halten Peter Benner (2), Pawan Goyal, Martin Heß, Cleophas Kweyu und Alexander Zuyev.

Das M.E.S.S. Entwicklerteam veröffentlicht nach fast acht Jahren Entwicklungszeit die Version 1.0 des LyaPack Nachfolgers.

Das Buch: Index-aware Model Order Reduction Methods der Autoren Banagaaya, N., Alì, G., Schilders, W.H.A. ist kürzlich bei Springer erschienen. Es handelt sich um das erste Buch zum Thema der "index-aware" Verfahren. Die diskutierte Zerlegung ist den in der Literatur bekannten Techniken mit Blick auf die Effizienz weit überlegen. Darüberhinaus wird eine neue Technik zur Reduktion der algebraischen Gleichungen eingeführt, die für eine große Klasse von Systemen anwendbar ist.

Die Idee von Open Access im wissenschaftlichen Publikationswesen wird seit den frühen 90er Jahren heiß diskutiert. Die Max Planck Gesellschaft hat sich dabei schon früh als Förderer und Mitgestalter von Open Access hervorgetan. Die Argumente dafür und dagegen reichen von finanziellen, über wissenschaftliche bis hin zu moralischen Aspekten. In jedem Falle steigt der Anteil von Open Access Publikation stetig an, sodass jeder Forscher über Open Access zumindest informiert sein sollte. Am 16. Februar organisierten die lokalen MPG Open Access Botschafter Jan Heiland und Robert Flassig mit der örtlichen Bibliothekarin Kristina Reinhold einen gutbesuchten, informativen und diskussionsreichen Nachmittag mit Beiträgen des Open Access Aktivisten Jon Tennant und Kai Geschuhns von der Max Planck Digital Library.

Ein aktueller Artikel des Careers Portals des Science Magazins stellt den wissenschaftlichen Werdegang von Hermann Mena vor.

Norman Lang, Jens Saak und Tatjana Stykel präsentieren eine praktisch umsetzbare Implementierung der Methode des balancierten Abschneidens fü linear zeitvariante Systeme mittels eines Differential-Lyapunovgleichungslösers auf Basis einer symmetrisch indefiniten Faktorisierung der Lösung.

Peter Benner, Zvonimir Bujanovic, Patrick Kürschner und Jens Saak präsentieren eine quadratische Variante der ADI Iteration, die direkt auf großskalige, algebraische Riccatigleichungen angewendet werden kann.

The third workshop on Model Reduction of Parametrized Systems - MoRePaS 2015 - is taking place in Trieste, October 13-16, 2015. The workshop is co-organized by Peter Benner who is a member of the MoRePaS Executive Committee. The CSC group participates with talks given by Pawan Goyal and Alexander Zuyev as well as with posters presented by Martin Hess, Jan Heiland, Nicodemus Banagaaya, and Peter Benner.

Der 5. Workshop für Matrixgleichungen und Tensortechniken finden von 21.-22. September 2015 in Bologna, Italian statt. Der Worshop wurde von der CSC Gruppe mitorganisiert. Sergey Dolgov hält einen Hauptvortrag und Heiko Weichelt, Jens Saak, Patrick Kürschner geben ebenfalls Vortragsbeiträge.

Der Artikel zum Thema Towards the identification of heat induction in chip removing processes via an optimal control approach ist im Band 9, Ausgabe 3 der Zeitschrift Production Engineering Research and Development erschienen. Behandelt wird ein numerisches Verfahren basierend auf einem optimal Steuerungsansatz zur Lösung inverser Wärmeleitungsprobleme.

Die CSC Gruppe organisiert den diesjährigen GAMM ANLA Workshop, der im Max-Planck-Institut Magdeburg am 9.-10. Juli 2015 stattfinden wird.

Peter Benner, Patrick Kürschner und Jens Saak stellen in dieser Arbeit Resultate zur effizienten numerischen Durchführung von frequenzbeschränkten balanciertem Abschneiden für großskalige System vor.

Im Rahmen des Projektes "Energiebewusstes Hochleistungsrechnen mit Fallstudien in Anwendungen der Regelungs- und Steuerungstheorie (EHFARS)" veranstaltet das Team "Wissenschaftliches Rechnen" vom 06. Juli bis 08. Juli seinen Auftaktworkshop zum Thema "Energiebewusstes Rechnen". Der Workshop zielt darauf ab deutsche Experten auf dem Gebiet des energiebewussten Rechnens mit den Projektpartnern aus Südamerika zusammenzubringen.

Peter Benner, Matthias Heinkenschloss, Jens Saak und Heiko Weichelt verknüpfen in diesem Preprint verschiedene Methode zur effcienten Lösung hoch-dimensionaler algebraischer Riccati Gleichungen.

Die Konferenz zielt darauf ab Experten in den Feldern der numerischen (linearen) Algebra, Matrixtheorie, Differentiell-Algebraischer Gleichungen und Kontrolltheorie zusammenzubringen. Die Konferenz ist Volker Mehrmanns 60. Geburtstag gewidmet, der einer der führenden Experten dieser Fachgebiete ist und in einer einzigartigen Art und Weise die Kompetenz in den Gebieten der Konferenz vereint.

Am 04. Mai 2015 verteidigt Matthias Voigt seine Dissertation zum Thema On Linear-Quadratic Optimal Control and Robustness of Differential-Algebraic Systems.

Der kürzlich veröffentlichte Artikel zum Thema Riccati-based Boundary Feedback Stabilization of Incompressible Navier-Stokes Flows erschien in der 2. Ausgabe des SISC Journals Volume 37. Der Artikel beschreibt die effiziente numerische Berechnung einer Riccati-basierten Feedback-Stabilisierung, die mittels Randeingriff arbeitet, für die inkompressiblen Navier-Stokes Gleichungen.

Der Artikel zum Thema On the benefits of the LDL^T factorization for large-scale differential matrix equation solvers erscheint in Band 480 der Elsevier Zeitschrift Linear Algebra and its Applications. Behandelt werden effiziente numerische Verfahren zur Lösung hochdimensionaler Matrixdifferentialgleichungen.

Prof. Harry Trentelman (University of Groningen, NL) besucht die CSC Gruppe in der Zeit vom 15. bis 17. April 2015. Er wird seine Arbeit zu "Model Reduction of Multi-Agent Systems Using Graph Partitions" in der Magdebug Lectures On Optimization and Control Reihe am 16. April, um 17Uhr (Lukasklause) vorstellen.

Der Artikel zum Thema Towards the identification of heat induction in chip removing processes via an optimal control approach erscheint in der Zeitschrift Production Engineering Research and Development. Behandelt wird ein numerisches Verfahren basierend auf einem optimal Steuerungsansatz zur Lösung inverser Wärmeleitungsprobleme.

Die CSC Gruppe sucht eine neue studentische / wissenschaftliche Hilftskraft um die Arbeit am Doppel- und Dreifachpendel fortzuführen.

Das SIAM Student Chapter der TU Delft organisiert den Student Krylov Day 2015. Als Repräsentanten des SIAM Student Chapters Magdeburg werden Heiko Weichelt und Patrick Kürschner Vorträge zu ihrer Forschung halten.

Das DAAD Projekt "MINLP für Dämpfungsoptimierung" wurde für den Zeitraum 2015-2016 genehmigt. Projektpartner ist die J. J. Strossmayer Universität in Osijek, Kroatien. Die Projektteilnehmer sind von kroatischer Seite Ninoslav Truhar, Zoran Tomljanović und von deutscher Seite Peter Benner, Jonas Denißen, Manuela Hund und Yao Yue.

Das Power-Aware HPC Vorhaben der CSC Gruppe wird im Rahmen der Strategie der Bundesregierung zur Internationalisierung von Wissenschaft und Forschung vom Bundesministerium für Bildung und Forschung für die Dauer von zwei Jahren mit Reise- und Workshopmitteln von knapp 40 000€ unterstützt.

Das Buchkapitel Optimal Control-Based Feedback Stabilization of Multi-field Flow Problems ist im Springer Buch Trends in PDE Constrained Optimization der Serie International Series of Numerical Mathematics in Volume 165 auf den Seiten 173-188 erschienen.

Peter Benner, Patrick Kürschner und Jens Saak stellen ein numerisches Verfahren zum Lösen von hochdimensionalen, nichtsymmetrischen Ricattigleichungen vor, dass ein Newtonverfahren mit der Niedrig-Rang ADI für Sylvestergleichungen kombiniert.

Peter Benner, Jens Saak und M. Monir Uddin kombinieren eine Technik zum balancierten Abschneiden von instabilen Systemen mit der effizienten Behandlung von Index-2 DAE Strukturen, sowie die neuesten Methoden zu Implementierung der low-rank ADI Verfahren und der Wahl geeigneter ADI-Shift-Parameter.

Martin Köhler und Jens Saak erweitern die bereits optimierte Umsetzung des Verfahrens zur Lösen von Matrix-Lyapunov-Gleichungen mit Koeffizientenmatrizen in Dreicks- oder Quasidreicksform um die Unterstützung von Beschleunigerkarten. Dabei lassen sich die Ausführungsgeschwindigkeiten weiter erhöhen. Desweiteren werden Probleme, welche auf Grund der speziellen Hardwareeigenschaften der Grafikbeschleuniger entstehen, behandelt und Lösungen präsentiert.

Peter Benner, Jonas Denißen, Patrick Kürschner und Jens Saak besuchen den Workshop im DAAD Projekt Optimale Dämpfunng vibrierender Systeme in Osijek (Kroatien). Der Workshop wird gefördert durch den Deutschen Akademischen Austausch Dienst (DAAD), die Zeidler-Forschungs-Stiftung und der Mathematik Fakultät der J. J. Strossmayer Universität.

Das diesjährige Treffen des Fachausschusses "Dynamik und Regelungstheorie" findet, wie alle zwei Jahre üblich, in diesem Jahr wieder gemeinsam mit den GMA Fachausschüssen 1.30 und 1.40 vom 22.09. bis 26.09. im Hotel Momentum in Anif (Salzburg) statt. Die Vorträge des GAMM Fachausschuss liegen dabei am Mittwoch dem 24.09. und umfassen auch Beiträge von Peter Benner und Norman Lang. Ausserdem trägt Jens Saak am Freitag dem 26. September im GMA Fachausschuss 1.30 vor.

Martin Köhler und Jens Saak erweitern existierende Verfahren zum Lösen von Matrix-Lyapunov-Gleichungen mit Koeffizientenmatrizen in Dreicks- oder Quasidreicksform von Blas level-2 auf Blas level-3 und optimieren damit die Ausnutzung moderner Computerarchitekturen. Die Ausführunsgeschwindigkeiten lassen sich damit um ein Vielfaches erhöhen.

Within the Hot Topic session on Mathematics in developing countries at the Heidelberg Laureate forum, Peter Benner and Hermann Mena (University of Innsbruck) will jointly speak about their former German-Ecuadorian cooperation on simulating the spray-drift at the Ecuador-Colombian border caused by spraying herbicides to destroy coca plants. See Max Planck Research 1/2014 for details of the project.

Vom 28.-29. August 2014 fand das dritte deutsche SIAM Student Chapter Treffen in Magdeburg statt. Dazu begrüßten wir Gäste aus den beiden anderen deutschen SIAM Chaptern Heidelberg und Trier. Erstmals nahmen Mitgleider des SIAM Student Chapters aus Prag teil, um die internationalen Verbindungen auszubauen.

Der Artikel "Model Order Reduction for Systems with Moving Loads" von Peter Benner, Norman Lang und Jens Saak wurde am 28.06.2014, in De Gruyter Oldenbourg: at-Automatisierungstechnik: volume 62 (7), veröffentlicht.

Norman Lang, Hermann Mena, und Jens Saak präsentieren eine LDL^T basierte Version der standard niedrig-rang Lyapunovlöser basierend auf ADI oder Krylov-Unterraummethoden. Das Verfahren erlaubt die Vermeidung komplexer Arithmetik bei der Verwendung von Zeitintegrationsverfahren höherer Ordnung zur Lösung von Matrixdifferentialgleichungen, sowie die Vorabreduktion der Spaltenanzahl in den rechten Seiten der zu lösenden algebraischen Lyapunovgleichungen im inneren der Zeitintegrationsschleife.

Peter Benner, Ernesto Dufrechou, Pablo Ezzatti, Enrique S. Quintana-Orti and Alfredo Remon present an extension of the Lyapack library to solve band Lyapunov equations in CPU-GPU platforms. The approach exploits the modular structure in Lyapack, to incorporate a set of tuned routines that exploit the features of the problem and leverage the parallelism of current CPU-GPU platforms.

Peter Benner, Patrick Kürschner, Zoran Tomljanović und Ninoslav Truhar stellen einen Ansatz zur Berechnung der optimalen Dämpfung eines vibrierenden Systems vor. Das Verfahren benutzt den parametrischen Dominant-Pole-Algorithmus zur Konstruktion reduziertes Systeme um den Rechenaufwand der Optimierung zu reduzieren.

Patrick Kürschner und Jens Saak präsentierten ihre neuesten Resultate zur effizienten Berechnung von frequenzbeschränkten Gramschen Matrizen und dem Lösen von LQR Problemen mit linearisierten Strömungsproblemen auf Basis von inexakten Newton Methoden auf dem gemeinsamen Treffen der GAMM ANLA und ihrer spanischen Schwesterorganisation ALAMA das vom 14.-16- Juli in Barcelona stattfand. Peter Benner bereitete die Veranstaltung als Teil des Organisationskommitees vor.

Martin Köhler und Jens Saak nahmen vom 2. bis 4.7.2014 an der PMAA in Lugano teil. Dabei stelle Martin Köhler eine neue effiziente Implementierung des Bartels-Stewart Verfahren zur Lösung dichtbesetzter verallgemeinerter Lyapunovgleichungen vor. Die von uns entwickelte Software-Bibliothek FlexiBLAS wurde von Jens Saak vorgestellt.

Das Householder-Symposium XIX zu numerischer linearer Algebra fand vom 08. - 13. Juni 2014 in Spa (Belgien) statt. Die CSC-Gruppe war mit Vorträgen von Peter Benner, Martin Stoll und Patrick Kürschner, sowie einem Poster von Matthias Voigt vertreten.

Beim GAMM ANLA / MSIP workshop, der von Peter Benner mitorganisiert wurde, trafen sich an der TU Berlin Forscher der Fachgebiete Matrixgleichungen and sparse recovery. Letztere befassen sich mit der Rekonstruktion von umfangreichen aber strukturierten Daten auf der Basis weniger Informationen. Die Gruppe CSC wurde durch Ulrike Baur, Jonas Denissen und Jan Heiland vertreten.

Das 85. Jahrestreffen der GAMM findet in Erlangen, Deutschland statt. Patrick Kürschner, Jens Saak, Jonas Denißen, Norman Lang, Akwum Onwunta, Björn Baran, Ulrike Baur, Zvonimir Bujanovic, Jan Heiland, Martin Köhler, Matthias Voigt und Sara Grundel geben Sektionsvorträge.

Beim 9. Elgersburg Workshop vertreten M. Voigt und P. Kürschner die Gruppe Computational Methods in Systems and Control Theory mit zwei Vorträgen.

Die aktuellen Ausgabe der SIAM News (Januar 2014) berichtet über den Eröffnungs-Workshop des SIAM Student Chapters Magdeburg. Der Workshop wurde am 19.6.2013 am MPI Magdeburg durchgeführt. Hauptrednerin war die Prof. Edda Klipp von der Humboldt Universität Berlin.

Die Zeidler-Forschungs-Stiftung unterstützt das Projekt "Optimale Dämpfung vibrierender Systeme" mit 50.000 Euro. Kooperationspartner des Max-Planck-Institut Magdeburg ist die J. J. Strossmayer Universität in Osijek (Kroatien)

Martin Köhler und Jens Saak veröffentlichen die Lapack Working Note #284 über eine plugin basierte BLAS Implementierung, die es erlaubt zur Laufzeit flexibel die verwendete BLAS Bibliothek auszutauschen, ohne dabei Neuübersetzungen des Programmcodes oder Administratorberechntigungen zu benötigen.

Numerical methods for eigenvalue problems associated to alternating matrix pencils and polynomials are discussed. These problems arise in a large number of control applications for differential-algebraic equations ranging from regular and singular linear-quadratic optimal and robust control to dissipativity checking. We present a survey of several of these applications and give a systematic overview over the theory and the numerical solution methods. Our solution concept is based throughout on the computation of eigenvalues and de flating subspaces of even matrix pencils. The unified approach allows to generalize and improve several techniques that are currently in use in systems and control.

Peter Benner, Martin Hess und Judith Schneider organisieren die ModRed 2013 als Veröffentlichungsworkshop des BMBF Verbundprojektes MoreSim4Nano von 11.-13. Dezember 2013 am MPI Magdeburg (Deutschland).

Am 10.12.2013 verteidigt Björn Baran seine Bachelorarbeit mit dem Thema "Numerisches Lösen großer dünnbesetzter Matrixgleichungen in Python". Das Kolloquium findet um 13:30Uhr im Seminarraum Prigogine am MPI statt und wird in englischer Sprache durchgeführt.

Die Arbeitsgruppe Computational Methods in Systems and Control Theory begrüßt eine Reihe neuer Gruppenmitglieder. Jan Heiland und Xin Du starten als Post Docs, Christian Miller wechselt in den Status einer wissenschaftlichen Hilfskraft und Carolin Penke und Steffen Hermann nehmen ihre Arbeit als studentische Hilfskräfte auf.

Die M.E.S.S. Software ist der Nachfolger der veralteten Lyapack MATLAB® Toolbox zum Lösen großer dünn besetzter Matrixgleichungen. Das Paket besteht aus einer neuen MATLAB Toolbox sowie einer unabhängig von MATLAB funktionierenden C Bibliothek (C-M.E.S.S.). Aufgrund der Tatsache, dass Python (insbesonderer NumPy und SciPy) heute von vielen Wissenschaftlern für die alltägliche Entwicklung verwendet wird, wollen wir zukünftig auch ein Python-Modul bereitstellen. In diesem techischen Report beschreiben Björn Baran, Martin Köhler, Nitin Prasad and Jens Saak wie man eine Schnittstelle zwischen Python und C-M.E.S.S. auf Basis von NumPy und SciPy aufbauen kann.

Peter Benner, Patrick Kürschner und Matthias Voigt nehmen als eingeladene Gäste am Oberwolfach Workshop: Numerical Solution of PDE Eigenvalue Problems (17. bis 23.11.) teil. Patrick Kürschner und Matthias Voigt werden dabei als Oberwolfach Leibniz Graduate Students (OWLG) unterstützt.

Am 29. und 30.Oktober 2012 findet das dritte Kolloquium des SFB/TR-96 in Aachen statt. Weitere Informationen erhalten sie auf der offiziellen Webpage des SFB/TR-96

In this report, we implement a method for computing L_∞-norms for descriptor systems using structured iterative eigensolvers. In particular, the algorithm computes some desired imaginary eigenvalues of an even matrix pencil and uses them to determine an upper and lower bound to the L_∞-norm. We finally compare our method to a previously developed algorithm using structured pseudospectra. Numerical examples demonstrate the reliability and accuracy of the new method along with a significant drop in the runtime.

Strukturerhaltendes Balancieren von in der linear-quadratischen optimalen Regelung auftretenden Matrixbüscheln
Balancieren ist eine beliebte Methode um die Genauigkeit bei der numerischen Berechnung von Eigenwerten zu erhöhen. Ziel dieser Arbeit die Entwicklung eines Algorithmus, der das Balancieren gerader oder schief-Hamiltonisch/Hamiltonischer Matrixbüschel unter Benutzung strukturerhaltender Transformationen ermöglicht. Dies ist notwendig, um strukturausnutzende Methoden zur Berechnung der Eigenwerte der balancierten Büschel anwenden zu können. Der Algorithmus soll in FORTRAN 77 implementiert und anhand von Beispielen getestet werden.
Kontakt: Matthias Voigt

Schnelle numerische Berechnung strukturierter reeller Stabilitätsradien großskaliger Matrizen und Büschel
Stabilitätsradien sind ein Maß für die Robustheit von (Algebro-)Differentialgleichungen unter Störungen. Das Ziel dieses Projektes ist die Adaption existierender Methoden, um den strukturierten reellen Stabilitätsradius mittels Optimierung über strukturierten Pseudospektren zu berechnen.
Kontakt: Matthias Voigt

The authors combine stochastic collocation methods and Monte Carlo simulation with proper orthogonal decomposition and apply it to a coplanar waveguide with uncertain material parameters.

The authors present novel shift strategies for low-rank ADI methods for the numerical solution of large-scale Lyapunov and Sylvester equations. In the proposed approaches shift parameters are computed automatically during the ADI iteration. Numerical test show that these new shifts outperform existing strategies in several cases, especially for problems with complex spectra.

Wir stellen einen Ansatz zur Modellreduktion von Deskriptorsystemen vor, welcher auf balanciertem Abschneiden basiert und dennoch viele Ein- oder Ausgänge erlaubt.

This paper presents the results obtained within the SPP1253 project: Optimal Control-Based Feedback Stabilization in Multi-Field Flow Problems .

Norman Lang, Jens Saak und Matthias Voigt präsentieren Teile ihrer Forschungsarbeit auf dem GMA Fachausschuss 1.30 vom 18.09. bis 20.09. im Hotel Momentum in Anif (Salzburg).

Peter Benner ist Co-Organisator (mit Heike Faßbender, Lars Grasedyck, Daniel Kressner) des 5th Workshop on Matrix Equations and Tensor Techniques, 10.-11. Oktober, 2013, EPF Lausanne (Schweiz).

Der GAMM Workshop Applied and Numerical Linear Algebra finden am 09.09. - 10.09.2013 an der Bergische Universität Wuppertal statt. Peter Benner, Matthias Voigt, Jens Saak, Jessica Bosch und Patrick Kürschner nehmen teil und geben teilweise auch Sektionsvorträge.

Die nächste Tagung des GAMM-Fachausschusses „Dynamik und Regelungstheorie“ wird vom 26.09. - 27.09.2013 am MPI Magdeburg stattfinden. Lokaler Organisator und Ansprechpartner is Matthias Voigt.

Skew-Hamiltonian/Hamiltonian matrix pencils λS - H appear in many applications, including linear quadratic optimal control problems, H_∞-optimization, certain multi-body systems and many other areas in applied mathematics, physics, and chemistry. In these applications it is necessary to compute certain eigenvalues and/or corresponding deflating subspaces of these matrix pencils. Recently developed methods exploit and preserve the skew-Hamiltonian/Hamiltonian structure and hence increase reliability, accuracy and performance of the computations. In this paper we describe the corresponding algorithms which have been implemented in the style of subroutines of the Subroutine Library in Control Theory (SLICOT). Furthermore, we address some of their applications. We describe variants for real and complex problems with versions for factored and unfactored matrices S.

In this paper we describe the implementation of the algorithms in the style of subroutine included in the Subroutine Library in Control Theory (SLICOT) described in Part I of this work and address various details. Furthermore, we perform numerical tests using real-world examples to demonstrate the superiority of the new algorithms compared to standard methods.

Mitglied des Wissenschaftlichen Komitees der ENUMATH 2013, 26.-30. August, 2013, EPFL Lausanne (Schweiz). Martin Stoll und Peter Benner sprechen in Minisymposia. H. Yücel, Y. Zhang und Martin Heß geben Sektionsvorträge.

Auf der PIM2013 in Prag wird Heiko Weichelt seine Ergebnisse zum Thema Preconditioning of Large-Scale Saddle Point Systems Arising in Riccati Feedback Stabilization of Coupled Flow Problems präsentieren.

We explore the Tractability Index of Differential Algebraic Equations (DAEs) that emerge in the simulation of gas transport networks. Depending on the complexity of the network, systems of index~1 or index~2 can arise. We then apply Model Order Reduction (MOR) techniques such as Proper Orthogonal Decomposition (POD) to a network of moderate size and complexity and show that one can reduce the system size significantly. This can be either achieved by directly reducing the original DAE~formulation or by applying MOR to an index-reduced system. First numerical results are reported on.

Wir stellen verschiedene Techniken zum Inpainting in der Bildverarbeitung vor, die auf der Cahn-Hilliard Gleichung basieren. Weiterhin konstruieren wir schnelle Loeser, um diese Probleme effizient zu behandeln.

Niedrigrank Algorithmen fuer Optimierungsprobleme mit PDE-Nebenbedingungen werden vorgestellt.

Effiziente numerische Algorithmen fü das Lösen von großen und dünn besetzten Matrix-Riccati- und -Lyapunov-Gleichungen auf der Basis der Niedrigrang-Iteration der alternierenden Richtungen (ADI) sind etwa seit dem Jahr 2000 verfügbar. Über die Dekade, die seit dem vergangen ist, sind weitere Verfahren basierend auf erweiterten und rationalen Krylov Unterrräumen zu konkurenzfähigen Alternativen herangereift. In diesem Übersichtsartikel werden beide Arten von Algorithmen skizziert und ihre Vor- und Nachteile diskutiert. Wir beschränken uns bei der Darstellung auf den zeitkontinuerlichen Fall, aber referenzieren durchgehend die entsprechenden Resultate für den Fall diskreter Zeit in der Literatur.

Die Konferenz Numerical Analysis and Scientific Computation with Applications (NASCA13) findet vom 24.06. - 26.06.2013 in Calais, Frankreich statt. Peter Benner h&aauml;lt einen Haupt- und Patrick Kürschner einen Sektionsvortrag.

Die CSC-Gruppe ist auf der diesjährigen Tagung Preconditioning in Oxford, UK. Jessica Bosch und Andrew Barker geben contributed Talks und Martin Stoll hält einen Plenarvortrag. Andrew verbringt die Woche vor der Konferenz in Zusammenarbeit mit John Pearson (Oxford) und Tyron Rees (RAL).

Peter Benner ist Mitglied des Organisationskomitees der European Conference on Computational Optimization (EUCCO), 17.-19. Juli, 2013, Chemnitz.

Ryan Lowe von der Queen's University in Kingston startet als Praktikant und untersucht ein neues Verfahren zur Berechung der L_∞-Norm für Deskriptorsysteme hoher Dimension. Das Praktikum wird durch ein Stipendium des DAAD RISE-Programms finanziert.

Thomas Hughes von der Queen's University in Kingston startet als Praktikant und untersucht effiziente Verfahren zur ℋ₂ Modellreduktion von bilinearen Systemen.

Peter Benner ist Co-Organisator (mit Albert Cohen, Mario Ohlberger, Karen Willcox) des CIRM Workshops Model Reduction and Approximation for Complex Systems, 10.-14. Juni, 2013, CIRM Luminy, Frankreich. Ulrike Baur, Patrick Kürschner, Tobias Breiten, Lihong Feng and Sara Grundel aus der CSC Gruppe nehmen ebenfalls teil.

Studien zur Niedrig-Rang ADI für großskalige Steingleichungen
Kontakt: Patrick Kürschner

Deepak Matcha Venkat vom IIT Bombay startet als Praktikant und untersucht die Zweifreiheitsgrade-Regelung des Zwei- und Dreifachpendels.

Peter Benner and Patrick Kürschner present new results and numerical enhancements for the low-rank ADI iteration for large-scale Sylvester matrix equations.

Die Arbeitsgruppe Computational Methods in Systems and Control Theory begrüßt Dr. Alfredo Remón als neues Gruppenmitglied. Dr. Remón is ein langjähriger Kooperationspartner der Gruppe im Bereich Multicore und GPU Computing. Er promovierte an der UJI Castellon (Spanien) bei Prof. E. Quintana-Ortí.

Melina Freitag (University of Bath) and Patrick Kürschner present new results regarding convergence and preconditioning of inexact two-sided eigenvalue iterations. A novel equivalence results between those methods and a simplified two-sided Jacobi-Davidson is also established.

Christian Miller von der FH Kempten startet als studentische Hilfskraft und Diplomant. Er wird sich mit dem Aufschwingen des Zwei- und Dreifachpendels mittels Vorsteuerung befassen. Die Resultate sollen auf ein reales Pendelexperiment übertragen werden.

Am 1. April startet Björn Baran als studentische Hilfskraft bei der Entwicklung der Matlab Codes für die M.E.S.S. Bibliothek. Im Rahmen seiner Bachelorarbeit wird er außerdem die Kernroutinen dieser Codes nach Python portieren und die Effizienz dieser Implementierung mit der Umsetzung einfacher Python interface Funktionen an die C Variante der M.E.S.S. vergleichen.

Das 84. Jahrestreffen der GAMM findet in Novi Sad, Serbien statt. Peter Benner, Tobias Breiten, Patrick Kürschner, Jessica Bosch, Jens Saak, Martin Redmann, Jonas Denißen und Norman Lang geben Sektionsvorträge.

Auf der OCIP2013 in Garching (bei München/Deutschland) hat Heiko Weichelt seine Ergebnisse zum Thema Riccati-Based Boundary Feedback Stabilization of Multi-Field Flow Problems präsentiert.

Jonas Denißen besucht die J. J. Strossmayer Universität, Mathematik Fakultät, in Osijek (Kroatien) in der der Zeit vom 10 - 17 März 2013. Grund des Besuchs ist die Zusammenarbeit mit Zoran Tomljanović im DAAD Projekt Optimale Dämpfung vibrierender Systeme.

Die Abschlusstagung des SPP1253 fand in diesem Jahr vom 24. bis 26. Februar auf Kloster Banz statt. Peter Benner, Heiko Weichelt und Jens Saak nahmen daran teil und präsentieren die neuesten Ergebnisse des lokalen Projektes Optimal Control-Based Feedback Stabilization of Multi-Field Flow Problems. (Vortrag ca. 16MB als PDF)

Die Arbeitsgruppe Computational Methods in Systems and Control Theory begrüßt Dr. Zvonimir Bujanovic als neues Gruppenmitglied. Dr. Bujanovic promovierte an der Universität Zagreb unter Prof. Zlatko Drmac.

A book: System-level Modeling of MEMS edited by Tamara Bechtold, Gabriele Schrag and Lihong Feng is published in January, 2013 by WILEY-VCH. This book is a volume of the series: Advanced Micro & Nanosystems edited by Brand, Fedder, Hierold, Korvink and Tabata.

Beim diesjährigen Elgersburg Workshop ist die Gruppe Computational Methods in Systems and Control Theory mit drei Vorträgen von P. Benner, M. Redmann und M.Voigt vertreten. Außerdem nehmen am Workshop teil: U. Baur, T. Breiten, J. Denißen und J. Saak

Zoran Tomljanović from the J. J. Strossmayer University of Osijek, Department of Mathematics, Osijek, Croatia visits CSC in the period February 5 - 20, 2013. The purpose of his stay is to work with Peter Benner, Jonas Denißen, Patrick Kürschner and Matthias Voigt on the newly approved DAAD project "Optimal damping of vibrating systems".

Sandra Kutz (Mathematikstudentin an der OvGU) untersucht in ihrem 5 wöchigen Praktikum die Möglichkeiten und Grenzen der Matlab GPU Computing toolbox beim Einsatz in Lösungsverfahren für gro$szlig;e dünn besetzte Matrixgleichungen.

Am 31. Januar und 01.Februar 2013 findet ein Arbeitsgruppentreffen der AG Parametrierung und Simulation des SFB/TR-96 in Dresden statt. Weitere Informationen erhalten sie auf der offiziellen Webpage des SFB/TR-96

Peter Benner and Wolfgang Hackbusch (MPI Leipzig) are (co-)organizing the GAMM Seminar Numerical Methods for Uncertainty Quantification at the MPI for Mathematics in the Sciences Leipzig, Germany. Martin Heß, Ulrike Baur, Akwun Onwunta, Kapil Ahuja and Martin Redmann from the CSC group will also participate.

The CSC group is proud to welcome Mian Ilyas Ahmad (Nust, Pakistan), Andrew Barker (LSU, USA), Yao Yue (Leuven, Belgium) as postdocs and Jessica Bosch (Oxford, UK) as a PhD student.

We consider the effcient solution of the Cahn-Hilliard variational inequality using an implicit time discretization, which is formulated as an optimal control problem with pointwise constraints on the control. By applying a semi-smooth Newton method combined with a Moreau-Yosida regularization technique for handling the control constraints we show superlinear convergence in function space. At the heart of this method lies the solution of large and sparse linear systems for which we propose the use of preconditioned Krylov subspace solvers using an effective Schur complement approximation. Numerical results illustrate the competitiveness of this approach.

Das DAAD Projekt Optimale Dämpfung vibrierender Systeme für den Zeitraum 2013-2014 wurde genehmigt. Projektteilnehmer sind Ninoslav Truhar, Zoran Tomljanović, Peter Benner, Jonas Denißen, Patrick Kürschner und Matthias Voigt.

Modellordnungsreduktion mittels balancierten Abschneidens für differentiell algebraische Systeme zweiter Ordnung in M.E.S.S.
Kontakt: Jens Saak

Numerisches Lösen großer dünnbesetzter Matrixgleichungen auf Parallelrechnern
Kontakt: Jens Saak

Approximatives Lösen der Gleichungssysteme im ADI Verfahren für große dunnbesetzte Matrixgleichungen
Kontakt: Jens Saak

Ein CG-Verfahren mit ADI Vorkonditionierung zum Lösen von Lyapunovgleichungen mit symmetrischen Koeffzientenmatrizen
Kontakt: Jens Saak

Zeitschrittweitensteuerung bei der Lösung großer dunn besetzter Matrix-Riccati-Differentialgleichungen
Kontakt: Jens Saak

Numerisches Lösen großer dünnbesetzter Matrixgleichungen auf CUDA GPUs
Kontakt: Jens Saak

Numerisches Lösen großer dünnbesetzter Matrixgleichungen in Python
Kontakt: Jens Saak

Judith und André Schneider nehmen am Kickoff-Treffen des Wissenschaftlichen Netzwerks an der TU Darmstadt teil.

Der Artikel zum Thema Computation of a Compact State Space Model for an Adaptive Spindle Head Configuration with Piezo Actuators using Balanced Truncation erscheint in Band 6 Ausgabe 6 der Springer Zeitschrift Production Engineering Research and Development. Behandelt werden effiziente numerische Verfahren zur Modellordnungsreduktion der resultierenden Index 1 differentiell algeraischen Systeme mittel balancierten Abschneidens.

We consider balanced truncation model order reduction for symmetric second order systems. The occurring large-scale generalized and structured Lyapunov equations are solved with a specially adapted low-rank ADI type method. Stopping criteria for this iteration are investigated and a new result concerning the Lyapunov residual within the low-rank ADI method is established. We also propose a goal oriented stopping criterion which tries to incorporate the balanced truncation approach already during the ADI iteration. The model reduction approach using the ADI method with different stopping criteria is evaluated on several test systems.

Am Donnerstag dem 08. November und Freitag 09. November besuchen Heiko Panzer und Thomas Wolf vom Lehrstuhl üür Regelungstechnik an der TU München die CSC Gruppe. In einem Doppelseminar am Freitag (10Uhr V0.05 2+3) werden sie zu den Themen "ADI for Lyapunov Equations by Krylov Subspace Methods and a New Formulation of the Residual" und "On Strictly Dissipative State Space Realizations of Second Order Systems" sprechen.

Am 24. und 25.Oktober 2012 findet das zweite Kolloquium des SFB/TR-96 am Fraunhofer IWU in Chemnitz statt. Weitere Informationen erhalten sie auf der offiziellen Webpage des SFB/TR-96

The authors show a method for boundary feedback stabilization of the Stokes around a stationary trajectory using a new non-conforming finite element method that represents the action of the Leray projection pointwise locally.

Prof. Dr. Sebastian Schöps von der TU Darmstadt sowie Daniel Schmidthäusler von der Bergischen Universität Wuppertal besuchen unsere Arbeitsgruppe am 15. und 16. Oktober als Gastwissenschaftler. Die Gä:ste werden im Rahmen des Institusseminars des Institutes für Analysis und Numerik der OVGU am 16.10.2012 um 15.15 Uhr einen Doppelvortrag im MPI (V0.05-2+3) über "Uncertainties in Magnetoquasistatic Field Problems" bzw. "Reduction of Linear Subdomains for Non-linear Electro-quasistatic Field Simulations" halten.

The reduced basis method (RBM) generates low order models for the solution of parametrized partial differential equations (PDEs) to allow for efficient evaluation in many-query and real-time contexts. We show the theoretical framework in which the RBM is applied to Maxwell's equations and present numerical results for model reduction in frequency domain. Using rigorous error estimators, the RBM achieves low order models under variation of material parameters and geometry. The RBM reduces model order by a factor of 50 to 100 and reduces compute time by a factor of 200 and more for numerical experiments using standard circuit elements.

Peter Benner is member of the organizing and scientific committees of the CIRM workshop Structured Matrix Computations in Non Euclidean Geometries: Algorithms and Applications. It is held from October 8-12, 2012 in CIRM Luminy. Peter Benner and Matthias Voigt will present their work in contributed talks.

Peter Benner is member of the executive and scientific committees for the Second International Workshop on Model Reduction for Parametrized Systems (MoRePaS II) which is held in Schloss Reisensburg, Günzburg, Germany from October 2-5, 2012. Sara Grundel and Ulrike Bauer will give a contributed talk and participate in the poster session, respectively.

Aufschwingen und Stabilisieren des inversen Doppel- und Dreifachpendels. Kontakt: Patrick Kürschner. Dieser News-Eintrag ist nicht mehr aktuell.

Das Chemnitzer FEM Symposium feiert in diesem Jahr ein dreifaches Jubiläum. Auf dem 25-sten Symposium werden Arnd Meyer und Ulrich langer ihre 60-sten Geburtstage begehen. Die Arbeitsgruppe CSC gratuliert und entsendet Peter Benner, Jens Saak (Poster) und Piotr Skrzypacz (Vortrag) als Teilnehmer.

PDE-constrained optimization problems, and the development of preconditioned iterative methods for the efficient solution of the arising matrix system, is a field of numerical analysis that has recently been attracting much attention. In this paper, we analyze and develop preconditioners for matrix systems that arise from the optimal control of reaction-diffusion equations, which themselves result from chemical processes. Important aspects in our solvers are saddle point theory, mass matrix representation and effective Schur complement approximation, as well as the outer (Newton) iteration to take account of the nonlinearity of the underlying PDEs.

Das diesjährige Treffen des Fachausschusses "Dynamik und Regelungstheorie" findet, wie alle zwei Jahre üblich, in diesem Jahr wieder gemeinsam mit den GMA Fachausschüssen 1.30 und 1.40 vom 17.09. bis 21.09. im Sporthotel Anif in Salzburg statt. Die Vorträge des GAMM Fachausschuss liegen dabei am Mittwoch dem 19.09. und umfassen auch Beiträge von Patrick Kürschner, Jens Saak und M. Monir Uddin. Ausserdem nimmt Matthias Voigt als Mitglied des Fachausschuss am Treffen teil.

Heiko Weichelt präsentiert seine aktuellen Forschungsergebnisse auf der Jahrestagung der Deutschen Mathematiker Vereinigung in Saarbrücken vom 17.September bis zum 20. September 2012.

Peter Benner, Jens Saak und Martin Stoll nehmen am Kick of Meeting des GAMM Fachausschuss Computational Science and Engineering (CSE) in Garching am 17. und 18.September teil.

Patrick Kürschner wird auf der 3rd IMA Conference on Numerical Linear Algebra and Optimisation in Birminham vom 10. bis zum 12. September 2012 einige seiner Forschungsarbeiten vorstellen.

Vom 2. bis 5. September findet der 12. GAMM Workshop für Angewandte und Numerische Lineare Algebra auf Chateau Liblice, Tschechien, statt. Die Arbeitsgruppe CSC ist mit Vorträgen von Jens Saak, Kapil Ahuja und Heiko Weichelt vertreten.

Die Vorträge und das Gruppenfoto stehen jetzt unter obigem Link online. Teilnehmer erhalten Benutzername und Passwort auf Anfrage von den Mitgleidern der Arbeitsgruppe.

Der im vergangenen Jahr am Institut installierte Hochleistungcomputer otto wurde in der Woche vom 16. bis 20. Juli erweitert. Den Nutzern stehen nun 90 gleiche Rechen-Knoten auf Basis von Intel Xeon Westmere CPUs mit einem Gesamtarbeitsspeicher von 4,32 TB zur Verfügung. Der Aufbau ermöglicht eine theoretische Rechenleistung von 11,5 TFlops (11,5 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde). Die effektive Leistung wurde mit Hilfe des LINPACK Benchmarks, welcher auch für die TOP500 (http://www.top500.org) Rangliste der schnellsten Supercomputer der Welt verwendet wird, ermittelt. Dabei erreichte das System eine effektive Performance von 10.36 TFlops, was 90,1% der theoretischen Leistung entspricht. Weiterhin stehen den Nutzern 16 Rechenknoten mit AMD Opteron CPUs zur Verfügung, welche 2.2 TFlops zusätzliche Rechenleistung liefern.

Der Cluster unterstützt die Arbeit alle Forschungsgruppen am Institut. Durch ihn können unter anderem Experimente oder Molek& uuml;le simuliert werden, welche mit einem herkömmlichen PC gar nicht oder nur in nicht zufriedenstellender Zeit berechenbar gewesen wären. Die Forschungsgruppe Computional Methods in Systems and Control Theory (CSC) welche den Cluster betreut entwickelt mit seiner Hilfe parallele numerische Algorithmen für Modellreduktion und optimale Steuerung.

The CSC group welcomes two new team members. Martin Redmann joined us as a PhD student working on the interface of model order reduction and stochastics. Dr. Piotr Skrzypacz joined the CSC group as a Postdoc for the remainder of this year.

John Pearson (University of Oxford) will be coming to Magdeburg in September and October of 2012. He will be working with Martin Stoll on the fast solution of optimal control problems coming from the modelling of chemical processes. His research visit is kindly funded by the ESF OPTPDE program. This visit is part of an ongoing project between Oxford and Magdeburg.

This paper presents the results obtained within the SPP1253 project: Optimal Control-Based Feedback Stabilization in Multi-Field Flow Problems .

Dr. Vasile Sima from the National Institute for Research & Development in Informatics, Bucharest, Romania, visits CSC in the period June 18 - July 20, 2012.

Vom 18. bis 21. Juni findet im spanischen Valencia die SIAM applied linear Algebra Konferenz 2012 statt. Die Arbeitsgruppe Computational Methods in Systems and Control Theory ist dort mit zwei organisierten Minisymposien (Jens Saak und Martin Stoll), fünf Vorträgen in Minisymposien (Peter Benner, Kapil Ahuja, Tobias Breiten, Jens Saak und Martin Stoll) und weiteren drei Sektionsvorträgen (Martin Hess, Patrick Kürschner und M. Sahadet Hossain) vertreten.

One Postdoctoral Research Associate in Numerical Analysis working with Dr. Martin Stoll within the Computational Methods in Systems and Control Theory group. Our goal is the fast solution of large-scale optimization problems subject to a partial differential equation (PDE) or systems of PDEs with possibly additional algebraic or box constraints. Dieser News-Eintrag ist nicht mehr aktuell.

One Postdoctoral Research Associate in Numerical Analysis working with Prof. Peter Benner within the Computational Methods in Systems and Control Theory group. The research focus in this project is on developing novel model order reduction techniques for nonlinear systems. Dieser News-Eintrag ist nicht mehr aktuell.

One Senior Postdoctoral Research Associate in Numerical Analysis working with Prof. Peter Benner within the Computational Methods in Systems and Control Theory group. The candidate is expected to develop computational methods for UQ in applications arising in process engineering, systems biology, biotechnology, and other areas of science and engineering with a focus on the research fields at the MPI MD. Dieser News-Eintrag ist nicht mehr aktuell.

Wartung und Erweiterung des Arbeitsgruppen Webauftrittes. Kontakt: Jens Saak. Dieser News-Eintrag ist nicht mehr aktuell.

The workshop will be held at Schloss Ringberg. The program including abstracts of the presentations can be downloaded here.

Nick Higham from the University of Manchester will be visiting the CSC group from the 25th of April. Nick will give a presentation as part of the MPI colloquium series joint with the Department of Mathematics colloquium series. The title of his presentation is Recent Progress in Matrix Functions and the talk will be given on Thursday, April 26, 2012 at 5 pm here at the MPI. Nick is the Richardson Professor of Applied Mathematics and an expert on many things in Numerical Analysis with a particular focus on Numerical Linear Algebra as well as Numerical Software. He is the vice president of SIAM, a fellow of the Royal Society and SIAM fellow.

Jan Heiland von der TU Berlin besucht die CSC Arbeitsgruppe. Er wird einen Vortrag mit dem Titel Differential-algebraic Riccati Decoupling in Optimal Control of Flows im Rahmen der CSC Reading Group halten. Der Hauptgrund des Besuchs ist die angestrebte Zusammenarbeit mit Jens Saak, Norman Lang und Heiko Weichelt.

Catherine Powell from the University of Manchester will be visiting the CSC group after Easter. She will give a presentation titled Efficient solvers for saddle point problems with random data on Tuesday the 10th of April at 2pm. Catherine is an expert on Uncertainty Quantification with a particular focus on computational fluid dynamics.

Starting from May, three interns will visit CSC for two to three months. Kumod Ranjan (National Institute of Technology, Warangal (India)) who got a DAAD WISE scholarship will assist Jens Saak with his work. Furthermore, Peihong Jiang (University of Rochester (USA)) who received a grant from the DAAD RISE program and Maximilian Bremer (University of Texas at Austin (USA)) will join Matthias Voigt.

Also this year our group contributes to the GAMM Annual Meeting. Martin Stoll and Matthias Voigt participate in organizing two Minisymposia. The both and Tobias Breiten, Sara Grundel, Martin Heß, Patrick Kürschner, Thomas Mach, and Jens Saak give talks at the GAMM Annual Meeting 2012 in Darmstadt.

Die 12. Copper Mountain Konfernz zum Thema Iterative Methoden findet vom 25.-30. März 2012 statt. Heiko Weichelt wird dort seine neusten Ergebnisse zum Thema Efficient Solution of Large-Scale Saddle Point Systems Arising in Feedback Control of the Stokes Equations präsentieren.

Elisabeth Ullmann (University of Bath) is visiting us this week. She gives a seminar talk on Numerical Methods for PDEs with Uncertainties (21/03/11, 14:00).

This paper presents the results obtained within the FVV pilot study concerning model order reduction for EMBS.

Auf der OCIP2012 in Garching (bei München/Deutschland) hat Heiko Weichelt seine Ergebnisse zum Thema Riccati-Based Boundary Feedback Stabilization of Incompressible Flow Problems präsentiert.

In this paper we consider a PDE-constrained optimization problem where an H1 regularization control term is introduced. We address both time-independent and time-dependent versions. We introduce bound constraints on the state, and show how these can be handled by a Moreau-Yosida penalty function. We propose Krylov solvers and preconditioners for the different problems and illustrate their performance with numerical examples.

Kapil Ahuja, welcher letztes Jahr seinen PhD. an der Virginia Tech, Blacksburg, abgeschlossen hat, ergänzt ab März das CSC Team.

We investigate the application of the LR Cholesky algorithm to symmetric hierarchical matrices. The data-sparsity of these matrices make the otherwise expensive LR Cholesky algorithm applicable, as long as the data-sparsity is preserved. We will see that the data-sparsity of hierarchical matrices is not well preserved.
We will explain this behavior by applying a theorem on the structure preservation of diagonal plus semiseparable matrices under LR Cholesky transformations.

Kalman-Yakubovich-Popov-Lemma für algebraische Differenzengleichungen
In vielen Bereichen der System- und Regelungstheorie werden dynamische Systeme mittels spezieller rationaler Matrixfunktionen (sog. Popovfunktionen) untersucht. Eigenschaften von Popovfunktionen können oftmals über die Lösbarkeit linearer Matrixungleichungen charakterisiert werden. Ziel dieser Arbeit ist es, die existierende Theorie auf den Fall, daß das dynamische System als algebraische Differenzengleichung gegeben ist, zu übertragen. Desweiteren sollen Zusammenhänge mit der Struktur palindromischer Matrixbüschel untersucht werden. Optional können auch Anwenungen der entwickelten Theorie in der Strukturanalyse dynamischer Systeme oder der Optimalsteuerung betrachtet werden.
Kontakt: Matthias Voigt

Numerische Berechnung verallgemeinerter strukturierter Pseudospektren
Für die Analyse der Eigenschaften von Matrizen werden oftmals deren Pseudospektren betrachtet. Zur Visualisierung dieser Pseudospektren wurde bereits eine MATLAB-GUI entwickelt. Für die graphische Darstellung strukturierter Pseudospektren, einer Verallgemeinerung von Pseudospektren für Matrizen, existiert noch kein solches Tool. Ziel dieser Arbeit ist es daher, Methoden zur Berechnung strukturierter Pseudospektren zu entwickeln und in MATLAB zu implementieren. Insbesondere sollen Ansätze zur Beschleunigung der Berechnungen untersucht werden.
Kontakt: Matthias Voigt Dieser News-Eintrag ist nicht mehr aktuell.

Compute the subgradient of the spectral abscissa numerically.
Contact: Sara Grundel

Modellreduktion in komplexen biochemischen Netzwerken
Ein wichtiges Werkzeug in der Analyse von komplexen physikalischen Phänomenen ist die Simulation der zugrundeliegenden mathematischen Modelle die oft in Form von Systemen von gewöhnlichen oder partiellen Differentialgleichungen vorliegen. Da man an möglichst genauen Modellen interessiert ist, sind lineare Modelle oft nicht zufriedenstellend, sodass man mit großen nichtlinearen Systemen konfrontiert ist. Diese können jedoch häufig nicht effizient studiert werden, sodass man an Modellreduktionsverfahren interessiert ist. Das bedeutet man versucht ein kleineres System zu konstruieren, dessen Dynamik möglichst genau an die Dynamik des originalen Systems heranreicht. In dieser Arbeit soll ein kürzlich vorgeschlagener Ansatz implementiert und anhand eines Beispiels aus dem Gebiet der biochemischen Reaktionsnetzwerke getestet werden.
Contact: Tobias Breiten

In dieser Arbeit geht es um die numerische Umsetzung von Schiessverfahren für PDE-beschränkte Steuerungsprobleme.
Contact: Martin Stoll

Optimale Steuerung einer partiellen Differentialgleichung zweiter Ordnung mit Beschleuningungsmessunge
Probleme der optimalen Steuerung für unendlich-dimensionale Systeme zweiter Ordnung, die nur auf Beschleunigungsmessungen beruhen, sind in der Regel schlecht gestellt. Jacob und Morris stellen einen Weg vor diese durch Ausnutzung der Messmethodik wieder auf wohldefinierte Probleme zurückzuführen. Hier soll ein solches Problem konkret implementiert und numerisch gelöst werden.
Kontakt: Jens Saak

Numerische Berechnung von Niedrig-Rang-Darstellungen für bandbegrenzte Gramsche Matrizen
In dieser Arbeiten befassen wir uns mit der Darstellung bandbegrenzter Gramscher Matrizen durch Matrixgleichungen und deren Niedrig-Rang-Approximation.
Kontakt: Patrick Kürschner

Simultane iterative Lösung der adjungierten linearen Gleichungssysteme in der dualen Niedrig-Rang ADI Iteration für Lyapunov-Gleichungen
Die Lösung dualer Lyapunovgleichungen ist ein wichtiger Schritt für die Reduktion linearer, zeitinvarianter Regelungssysteme mittels balancierten Abschneidens. Für große, dünnbesetzte Matrizen können beide Lyapunovgleichungen simultan mit der dualen Niedrig-Rang ADI Iteration gelöst werden. Hier soll die simultane Lösung der beiden auftretenden adjungierten linearen Gleichungssysteme mit BiCG / QMR untersucht werden.
Kontakt: Patrick Kürschner

Bart Vandereycken is visiting from EPFL from the 16th to the 20th of January. Bart will give a talk titled "Riemannian algorithms for rank-structured matrices and tensors" on Tuesday at 2pm. Please come along. Bart is the recipient of the 2011 Householder prize, which is awarded only every 3 years. He is an expert on optimization on manifolds and matrix equations.

Hermann Mena (ENP Quito, Ecuador) ist erneut für drei Wochen zu Besuch in Magdeburg.

Michael Saunders is visiting the CSC group from Stanford. He will give a presentation on Thursday at 2pm at the MPI titled "CG and MINRES: A tale of two solvers". Michael is an expert on numerical optimization and numerical linear algebra among other things. He is an ISI highly cited researcher in both mathematics and computer science. He will arrive on Wednesday and stay until Sunday.

Zum Jahresbeginn hat Akwum Onwunta als Doktorand in der CSC Gruppe angefangen.

Peter Benner, Patrick Kürschner und Jens Saak veröffentlichen den ersten Preprint im Jahr 2012 in der MPIMD Preprintreihe mit dem Titel "A Goal-Oriented Dual LRCF-ADI for Balanced Truncation".

The CSC group published 3 new preprints in the last 5 days:

• Peter Benner, Tobias Breiten: On optimality of interpolation-based low-rank approximations of large-scale matrix equations
• Peter Benner, Martin Köhler, Jens Saak: Sparse-Dense Sylvester Equations in ℋ₂-Model Order Reduction
• Thomas Mach, Jens Saak: Towards an ADI iteration for Tensor Structured Equations

This workshop is the fourth in a series of workshops on matrix equations held previously in Leipzig 2005, Chemnitz 2007, and Braunschweig 2009. The workshops are organized by Peter Benner (MPI Magdeburg), Heike Fassbender (TU Braunschweig), Lars Grasedyck (RWTH Aachen), and Daniel Kressner (EPF Lausanne).

John Pearson is visiting the CSC group from the 14th to the 18th of November. He is giving a seminar titled Preconditioned Iterative Methods for Optimal Control Problems on Thursday the 17th at 3pm. He will also be working with Martin Stoll on the fast solution of nonlinear optimal control problems.

Am 04. November 2011 hat Philip Losse seine Dissertation zum Thema The ℋ_∞ Optimal Control Problem for Descriptor Systems erfolgreich verteidigt. Der Doktor-Grad wird ihm von der TU Chemnitz nach Veröffentlichung der Arbeit verliehen werden.

Cosmin Ionita from Rice University, Houston is visiting the CSC group. He will give a seminar talk on November 24th.

The Summer School Numerical Linear Algebra for Dynamical and High-Dimensional Systems will be held on October 10-15, 2011 in Trogir, Croatia and is organized by Peter Benner (MPI Magdeburg), Daniel Kressner (EPF Lausanne), Ninoslav Truhar (University of Osijek) and Zlatko Drmač (University of Zagreb).

Am 4. und 5. Oktober 2011 treffen sich die Teilnehmer des DFG TRansregio SFB 96 Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen zu ihrer ersten Vollversammlung. In den 2 Tagen des Workshops stellen sich die 19 Teilprojekte die Ergebnisse der bisherigen Laufzeit und das Arbeitsprogramm für das erste gemeinsame Jahr vor. Peter Benner, Norman Lang und Jens Saak vertreten das Teilprojekt A06 Modellreduktion für thermo-elastische Baugruppenmodelle und knüpfen wichtige Kontakte zu den Bearbeitern der Simulationsprojekte.

Sara Grundel, welche im Mai ihren PhD. am Courant Institute, New York, abgeschlossen hat, ergänzt im Oktober das CSC Team. Außerdem wird die Arbeitsgruppe im Chemnitzer Teil durch den Doktoranden Norman Lang verstärkt.

Die Jahrestagung des SPP1253 findet in diesem Jahr vom 25. bis 27.September auf Kloster Banz statt. Peter Benner, Heiko Weichelt und Jens Saak nehmen teil und präsentieren die neuesten Ergebnisse des lokalen Projektes Optimal Control-Based Feedback Stabilization in Multi-Field Flow Problems. (Vortrag)

The GAMM Workshop 2011 on Applied and Numerical Linear Algebra with Special Emphasis on Model Reduction will be held in Bremen on 22 and 23 September 2011. Peter Benner is member of the organizing committee. Tobias Breiten, Patrick Kürschner, Thomas Mach, Jens Saak, and André Schneider present their work in contributed talks. The workshop is followed by a special colloquium celebrating the 60th birthday of Angelika Bunse-Gerstner.

Im September wird die Arbeitsgruppe durch Mohammed Sahadet Hossain, welcher kürzlich in Chemnitz promoviert wurde, und durch die Doktoranden Yongjin Zhang und Jonas Denißen verstärkt.

In this article, we motivate, derive and test effective preconditioners to be used with the minres algorithm for solving a number of saddle point systems, which arise in PDE constrained optimization problems. We consider the distributed control problem involving the heat equation with two different functionals, and the Neumann boundary control problem involving Poisson equation and the heat equation. Crucial to the effectiveness of our preconditioners in each case is an effective approximation of the Schur complement of the matrix system. In each case, we state the problem being solved, propose the preconditioning approach, prove relevant eigenvalue bounds, and provide numerical results which demonstrate that our solvers are effective for a wide range of regularization parameter values, as well as mesh sizes and time-steps.

The 17th ILAS Conference will be held in Braunschweig from 22 to 26 august 2011. Peter Benner is member of the organizing committee. Jens Saak and Alfredo Remón Gómez (Universitat Jaume I, Castelló de la Plana) are organizing an YR minisymposium on Parallel Computing in Numerical Linear Algebra. Further several group members will give contributed talks.

Zum 1. August verstärkt Mohammad Monir Uddin die Arbeitsgruppe.

Fikriye Yilmaz from Gazi University in Ankara is visiting the CSC group. She is going to work with Martin Stoll on optimal control problems for PDEs and is giving a presentation in the CSC seminar on Wednesday at 11 am. The title for her talk is "All-at-once solution of optimal control for Burgers equation"

In this paper we describe the efficient solution of a PDE-constrained optimization problem subject to the time-periodic heat equation. We propose a space-time formulation for which we develop a monolithic solver. We present preconditioners well suited to approximate the Schur-complement of the saddle point system associated with the first order conditions. This means that in addition to a Richardson iteration based preconditioner we also introduce a preconditioner based on the tensor product structure of the PDE discretization, which allows the use of a FFT based preconditioner. We also consider additional bound constraints that can be treated using a semi-smooth Newton method. Moreover, we introduce robust preconditioners with respect to the regularization parameter. Numerical results will illustrate the competitiveness and flexibility of our approach.

Folgerregelung bei der optimalen Steuerung einer parabolischen partiellen Differentialgleichung unter Steuerbeschränkungen
Gesucht ist die optimale Steuerung u in Form einer Regelung. Da das linear quadratische Regelungsproblem keine Steuerbeschränkungen zulässt, soll hier zunächst mit den Methoden der Optimierung partieller Differentialgleichungen eine Referenzsteuerung mit zugehöriger Referenzlösung berechnet werden, die dann durch den Regler in Form einer Zustands- ,oder Ausgangsrückführung nachzufahren sind.
Kontakt: Jens Saak

Wartung und Erweiterung des Arbeitsgruppen Webauftrittes. Kontakt: Jens Saak. Dieser News-Eintrag ist nicht mehr aktuell.

Weiterentwicklung der Software-Bibliothek M.E.S.S. Kontakt: Martin Köhler. Dieser News-Eintrag ist nicht mehr aktuell.

Model reduction is a crucial and important technique in many applications such as chemical or mechanical engineering. Important contributions have been made over the last decades and today much of the research is devoted to developing techniques for generating reduced order models for parameter dependent problems. The Computational Methods in Systems and Control Theory group at the MPI Magdeburg and the RWTH Aachen (research groups of Martin Grepl and Karen Veroy-Grepl) are joining forces for a day, 5th of July 2011, to discuss the latest developments and state-of-the art methods to generate accurate and efficient reduced models for problems coming from a variety of applications. The workshop is going to be held in our big seminar room and we invite you to join us for the whole day or parts of it.

For more information see the workshop webpage or contact Martin Stoll (stollm@mpi-magdeburg.mpg.de).

Die Deutsche Forschungs Gemeinschaft (DFG) richtet zum 01.07.2011 den neuen Transregio SFB 96 Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen an den Technischen Universitäten Dresden und Chemnitz, sowie der RWTH Aachen ein. Der Chemnitzer Teil der Arbeitsgruppe wird daran mit dem Teilprojekt A06 Modellreduktion für thermo-elastische Baugruppenmodelle beteiligt sein.

Für das Projekt "Modellordnungsreduktion für thermo-elastische Baugruppenmodelle" ist ab 1.7.2011 zunächst für 6 Monate (optionale Verlängerung bis 30.06.2015 bei entsprechender Mittelfreigabe) eine volle Stelle nach TV-L Gruppe 13 im Arbeitsgruppenteil an der TU Chemnitz zu besetzen. Details fiden sich in der Ausschreibung an der Fakultät für Mathematik der TU Chemnitz. Bewerbungsschluß ist der 08.07.2011. Dieser News-Eintrag ist nicht mehr aktuell.

Dr. Vasile Sima from the National Institute for Research & Development in Informatics, Bucharest, Romania, will visit CSC in the period June 27 - July 26, 2011.

Die Cahn-Hilliard Gleichung ist eine partielle Differentialgleichung 4. Ordnung, die in vielen Bereichen wie Materialwissenschaften, Geophysik und Chemie von grosser Bedeutung ist, da sie die numerische Simulation von Verfestigunsprozessen ermöglicht. Das Lösen von Cahn-Hilliard Gleichungen ist kompliziert, doch glücklicherweise wurden in den letzten Jahren Fortschritte erzielt, die sich dabei hauptsächlich auf das Formulieren der Cahn-Hilliard Gleichung als Optimierungsproblem mit partiellen Differentialgleichungen stützen. Grundlage dieser Verfahren sind nichtglatte Optimierungsverfahren. Die Kosten dieser Methoden werden im wesentlichen durch das Lösen der grossen, schwach-besetzten Newton-Systeme bestimmt. In vielen Fällen sind noch keine hinreichend effizienten Verfahren bekannt, die es erlauben, diesen Schritt drastisch zu beschleunigen. Das Thema der Arbeit soll sich deshalb der effizienten Lösung dieser Gleichungssysteme mittels iterativer, vorkonditionierter Löser widmen. Das Thema ist bereits vergeben. Ähnliche Themen können gern aufgestellt werden (am besten per Email an Martin Stoll (stollm@mpi...) wenden). Dieser News-Eintrag ist nicht mehr aktuell.

Peter Benner and Martin Stoll will participate in the Householder Symposium XVIII on Numerical Linear Algebra to be held on June 12-17, 2011, at the Granlibakken Conference Center & Lodge in Tahoe City, California. In his plenary lecture Peter Benner will talk about Rational Krylov Subspaces for Nonlinear Model Reduction. Martin Stoll will present a poster on Preconditioning for time-dependent optimal control problems.

The Householder Symposia are one of the longest running conference series in applied mathematics and attendance is by invitation only. The first meeting goes back to 1961 in Gatlinburg and therefore, the first meetings were called Gatlinburg Conference. The series was renamed in 1969 to honor Alston Householder for his groundbreaking contributions to Numerical Mathematics and is now held every 3 years.

Peter Benner is member of the organizing committee for a 1-day symposium on Eigenvalues, Model Order Reduction and Trust Regions in celebration of Danny Sorensen's 65th birthday. The symposium will be held in Reno, Nevada.

We discuss the problem of ℋ₂-model order reduction of bilinear control systems. We revisit existing first order necessary conditions for ℋ₂-optimality based on the solutions of generalized Lyapunov equations arising in bilinear system theory and present an iterative algorithm which, upon convergence, yields a reduced system fulfilling these conditions. We further establish a connection to another method based on generalized rational interpolation leading to an adaption of the successful iterative rational Krylov algorithm (IRKA) to bilinear systems.

The solution of time-dependent PDE-constrained optimization problems subject to unsteady flow equations presents a challenge to both algorithms and computers. In this paper we present an all-at-once approach where we solve for all time-steps of the discretized unsteady Stokes problem at once. The most desirable feature of this approach is that for all steps of an iterative scheme we only need approximate solutions of the discretized Stokes operator. This leads to an efficient scheme which exhibits mesh-independent behaviour.

Testreihe zur Verifikation einer Implementierung in MATLAB/Fortran. Kontakt: Matthias Voigt, weitere Informationen. Dieser News-Eintrag ist nicht mehr aktuell.

Samstag, 28. Mai 2011, 18.00 bis 1.00 Uhr, im Max-Planck-Institut Magdeburg
Wie können Ihre Kinder selbst Moleküe bauen, wie bekämpfen unsere Ingenieure Tumorzellen am PC und wie rechnet OTTO? Wir laden Sie und Ihre Kinder herzlich ein, die ingenieurwissenschaftliche Grundlagenforschung in unserem Institut zu entdecken, wenn es wieder heißt: OTTO WILLs WISSEN! Unser Programm für Sie ...

Newsropa.de berichtet anlässlich der Langen Nacht der Wissenschaften über Otto. Außerdem berichtete die Volksstimme in ihrer Printausgabe über Otto.

The registration for the Summer School Numerical Linear Algebra for Dynamical and High-Dimensional Systems is now open until June 30. The school will be held on October 10-15, 2011 in Trogir, Croatia and is organized by Peter Benner (MPI Magdeburg), Daniel Kressner (EPF Lausanne), Ninoslav Truhar (University of Osijek) and Zlatko Drmač (University of Zagreb).

Roland Herzog (TU Chemnitz) und Martin Stoll organisieren ein Minisymposium zum Thema Preconditioning in PDE-Constrained Optimization auf der SIAM Conference on Optimization, die vom 16.-19.05.2011 in Darmstadt stattfindet. Peter Benner trägt außerdem im Minisymposium Model Order Reduction Techniques in PDE Constrained Optimization über System-theoretic Methods for Model Reduction of Linear and Nonlinear Parabolic Systems vor.

Daniel Kressner (EPF Lausanne) is visiting us 11th to 13th of May. He will talk about Low-rank tensor techniques for parametrized and high-dimensional linear algebra problems in the MPI Colloquium on the 12th of May. Daniel is an expert on many things in numerical linear algebra such as tensor techniques and eigenvalue problems.

David Knezevic (MIT) will be visiting us from the 9th to the 11th of May. David is an expert on the analysis and implementation of the Certified Reduced Basis Method. He is one of the developers of the finite element package libmesh. His PhD at Oxford was on the numerical simulation of dilute polymeric fluids. David gives a seminar talk on The Certified Reduced Basis Method: Real-time Simulation of Parametrized Systems (05/09/11, 15:30).

Freitag, 6. Mai 2011, 9.00 bis 13.00 Uhr; im Max-Planck-Institut Magdeburg Anhand von Projektbeispielen möchten wir gemeinsam mit Ihnen über Formen der Zusammenarbeit zwischen institutioneller Grundlagenforschung und Industrieforschung diskutieren. Welche Beiträge können beide Seiten an der Schnittstelle von Wissenschaft und Wirtschaft einbringen? Einladung und Agenda ...

Melina Freitag (University of Bath) will be visiting us in the first week of May (02-06). Melina is an expert on eigenvalue problems and their numerical solution with a particular focus on preconditioned inverse iteration. She has also worked extensively on inverse problems in weather forecasting in collaboration with the Met Office. Melina gives an seminar talk on Preconditioned inverse iteration and shift-invert Arnoldi method (05/03/11, 15:00).

Jens Saak ist eingeladen an die J. J. Strossmayer University of Osijek um vom 02. bis 06. Mai eine Vorlesung über Algebraic Riccati Eqations zu geben. Außerdem gibt er einen Kolloquiumsvortag am 05.05.2011 über Numerical Solution of Linear Quadratic Regulator Problems under PDE Constraints.

Tobias Breiten, Patrick Kürschner, Thomas Mach and Matthias Voigt give contributed talks at the GAMM Annual Meeting 2011 at TU Graz.

Hermann Mena (ENP Quito, Ecuador) ist erneut für zwei Wochen zu Besuch in Magdeburg.

Die CSC Arbeitsgruppe hat sich von 7. bis 10. April erstmalig zu einem Arbeitsgruppenwochenende in Clausthal Zellerfeld im Harz zusammengefunden. Neben 14 ausgiebigen Diskussionsrunden zu Problemen der aktuellen Forschung innerhalb der Gruppe standen ein Ausflug in eine Glashütte, gemeinsames Grillen, eine Wanderung, ein Lagerfeuer sowie Sport in der Turnhalle der Bildungsstätte der Sportjugend Niedersachsen auf dem Programm.

Timo Reis von der TU Berlin/TU Hamburg-Harburg wird unsere Arbeitsgruppe vom 21. bis zum 25. März als Gastwissenschaftler besuchen. Motiviert ist dieser Besuch unter anderem durch die fortschreitende Zusammenarbeit mit André Schneider auf dem Gebiet der Modelordnungsreduktion. Zusätzlich wird es am 23. März um 10:00 Uhr einen CSC Seminarvortrag über Infinite-Dimensional Systems and Balanced Truncation geben (V1.06).

The preconditioned inverse iteration is an efficient method to compute the smallest eigenpair of a symmetric positive definite matrix ℋ. Here we use this method to find the smallest eigenvalues of a hierarchical matrix. We use ℋ-arithmetic to precondition with an approximate inverse of M or an approximate Cholesky decomposition of M. In general ℋ-arithmetic is of linear-polylogarithmic complexity, so the computation of one eigenvalue is cheap.
We extend the ideas to the computation of inner eigenvalues by computing an invariant subspaces S of (M-\mu I)² by subspace preconditioned inverse iteration.

Die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg hat Prof. Peter Benner zum Honorarprofessor für Mathematik bestellt. Pressemitteilung ...

Hermann Mena (ENP Quito, Ecuador) ist erneut zu Besuch in Magdeburg. Zusammen mit René Schneider (TU Chemnitz) wird die Kooperation im Projekt aerial-spray-drift fortgesetzt.

Gruppenmitglied Judith Schneider (verantwortliche Projektbearbeiterin des Teilprojekts 3 im MoreSim4Nano Forschungsverbund) und André Bodendiek (Mitarbeiter im Teilprojekt 1, TU Braunschweig) besuchen am 3. Februar die Projektpartner des Teilprojekts 2 an der TU Darmstadt. Weiterhin sind die neuen Projektseiten erreichbar.

Peter Benner, Martin Heß, Jens Saak, Judith Schneider und André Schneider nehmen vom 26. bis 28. Januar 2011 am Workshop on Model Order Reduction in Optimization and Control with PDEs am WIAS in Berlin teil.

Zum Beginn dieses Jahres verstärken Judith Schneider, Martin Heß und Martin Köhler die Fachgruppe. Außerdem wechseln Patrick Kürschner und André Schneider von Chemnitz nach Magdeburg.

Am 21. Dezember 2010, 14:00 Uhr, verteidigt Heiko Weichelt seine Diplomarbeit mit dem Titel Feedback-Stabilisierung von instationären, inkompressiblen Strömungen mit Riccati-Ansatz in Chemnitz im Raum 2/B202.

Am 15. Dezember 2010, 16:00 Uhr, verteidigt Martin Köhler seine Diplomarbeit mit dem Titel H₂ Modellreduktion Verfahren-Implementierung-Vergleich in Chemnitz im Raum 2/41/638.

We use a bisection method to compute the eigenvalues of a symmetric ℋ_ℓ-matrix M. The bisection method requires matrix-size independent many iterations to find an eigenvalue up to the desired accuracy, so that an eigenvalue can be found in linear-polylogarithmic time. Numerical experiments demonstrate the efficiency of the algorithm, in particular for the case where some interior eigenvalues are required.

Die neue Fachgruppen Webseite ist fast fertig. Wir haben große Teile der alten MiIT-Webpage übernommen, dennoch sind einige Teile immer noch im Aufbau. Sollten Sie eine gesuchte Information nicht finden, zögern Sie nicht uns zu fragen!

Wir freuen uns, dass Herr Prof. Peter Benner dem Ruf der Max-Planck-Gesellschaft gefolgt ist und im September dieses Jahres die Leitung der Abteilung Systemtheoretische Grundlagen der Prozess- und Bioprozesstechnik im Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg übernommen hat. Aus diesem Anlass veranstalten wir am Donnerstag 04.11.2010 ein Begrüßungskolloquium im Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg.
Das Begrüßungskolloquium für Prof. Peter Benner setzen wir am Freitag, 5.11., mit mathematischen Fachvortägen fort. Wissenschaftler aus Prof. Benners Fachgruppe stellen ausgewählte Forschungsarbeiten vor. Die Vorträge werden in englischer Sprache gehalten.

As of September 1, 2010, Peter Benner has taken up his position as a director at the Max-Planck-Institute for Dynamics of Complex Technical Systems in Magdeburg full-time. At MPI Magdeburg, he leads the group Computational Methods in Systems and Control Theory (CSC). Additionally, he will also keep the "Mathematics in Industry and Technology" professorship in Chemnitz on an extraofficial basis.

Most of the MiIT group has moved to Magdeburg, too.

Entwicklung und Implementierung eines Multigrid-ADI Verfahrens für Lyapunovgleichungen

Berechnung von Lyapunovexponenten bei dynamischen Systemen

Entwicklung und Vergleich von Modellreduktionsverfahren für konkrete Anwendungsbeispiele (mehrere Arbeiten oder Gruppenarbeit möglich)