TY - GEN A1 - Nowak, Ulrich A1 - Pöhle, Uwe A1 - Roitzsch, Rainer A1 - Werk, Roland T1 - ZGUI-Handbuch N2 - In diesem Handbuch werden die Bausteine zum Aufbau einer graphischen Benutzeroberfläche mit {\tt ZGUI} beschrieben. Auf der einen Seite stehen die Tcl/Tk--Prozeduren, die die graphischen Elemente definieren. Die Beschreibung der Anwendung der Prozeduren und der Interaktionen der Elemente bildet den ersten Teil des Handbuches. Auf der anderen Seite stehen die Anforderungen an Anwendungen, die mit einer {\tt ZGUI}--Benutzeroberlfäche gesteuert werden sollen. Hier findet man im Handbuch die Beschreibung der Anwendungsprogrammierschnittstelle (application programming interface, API). T3 - ZIB-Report - TR-96-10 Y1 - 1996 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-5397 ER - TY - GEN A1 - Ehrig, Rainald A1 - Nowak, Ulrich A1 - Deuflhard, Peter T1 - Highly scalable parallel linearly-implicit extrapolation algorithms N2 - We present parallel formulations of the well established extrapolation algorithms EULSIM and LIMEX and its implementation on a distributed memory architecture. The discretization of partial differential equations by the method of lines yields large banded systems, which can be efficiently solved in parallel only by iterative methods. Polynomial preconditioning with a Neumann series expansion combined with an overlapping domain decomposition appears as a very efficient, robust and highly scalable preconditioner for different iterative solvers. A further advantage of this preconditioner is that all computation can be restricted to the overlap region as long as the subdomain problems are solved exactly. With this approach the iterative algorithms operate on very short vectors, the length of the vectors depends only on the number of gridpoints in the overlap region and the number of processors, but not on the size of the linear system. As the most reliable and fast iterative methods based on this preconditioning scheme appeared GMRES or FOM and BICGSTAB. To further reduce the number of iterations in GMRES or FOM we can reuse the Krylov-spaces constructed in preceeding extrapolation steps. The implementation of the method within the program LIMEX results in a highly parallel and scalable program for solving differential algebraic problems getting an almost linear speedup up to 64 processors even for medium size problems. Results are presented for a difficult application from chemical engineering simulating the formation of aerosols in industrial gas exhaust purification. T3 - ZIB-Report - TR-96-11 Y1 - 1996 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-5405 ER - TY - THES A1 - Nowak, Ulrich T1 - Adaptive Linienmethoden für nichtlineare parabolische Systeme in einer Raumdimension. N2 - A new method for the numerical solution of highly nonlinear, coupled systems of parabolic differential equations in one space dimension is presented. The approach is based on a classical method of lines treatment. Time discretization is done by means of the semi--implicit Euler discretization. Space discretization is done with finite differences on non--uniform grids. Both basic discretizations are coupled with extrapolation techniques. With respect to time the extrapolation is of variable order whereas just one extrapolation step is done in space. Based on local error estimates for both, the time and the space discretization error, the accuracy of the numerical approximation is controlled and the discretization stepsizes are adapted automatically and simultaneously. Besides the local adaptation of the space grids after each integration step (static regridding), the grid may even move within each integration step (dynamic regridding). Thus, the whole algorithm has a high degree of adaptivity. Due to this fact, challenging problems from applications can be solved in an efficient and robust way. T3 - ZIB-Report - TR-93-14 Y1 - 1993 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-5059 ER - TY - GEN A1 - Ehrig, Rainald A1 - Nowak, Ulrich T1 - Algorithmen- und Softwareoptimierung für die Satellitenbahn- und Schwerefeldmodellierung N2 - Dieser Report enthält die Ergebnisse der Untersuchungen, die gemäss dem Forschungs-- und Entwicklungsvertrag Gravity zwischen dem GeoForschungsZentrum Potsdam und dem Konrad--Zuse--Zentrum Berlin vorgenommen wurden. Die damit vereinbarte wissenschaftliche Kooperation hat die folgenden Ziele: \item{die am GFZ vorhandenen Algorithmen und Softwaremodule auf ihre Effizienz hisichtlich Nutzung der Rechnerresourcen zu untersuchen und Lösungen für einen schnelleren Datendurchsatz zu entwickeln und zu implementieren,} \item{Methoden zur Regularisierung und Lösung schlecht konditionierter Normalgleichungssysteme (für Schwerefeldkoeffizienten) kritisch zu untersuchen und eine mathematisch objektive Strategie der Regularisierung zu entwickeln, und} \item{insbesondere im Hinblick auf die Anforderungen bei GRACE, verschiedene Bahnintegrationsverfahren hinsichtlich ihrer numerischen Genauigkeit und Einsatzmöglichkeiten zu untersuchen.} T3 - ZIB-Report - 00-01 KW - geodesy KW - gravity field models KW - regularization KW - ill-posed systems KW - orbit integration Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-5694 ER - TY - GEN A1 - Nowak, Ulrich A1 - Weimann, Lutz T1 - GIANT - A Software Package for the Numerical Solution of Very Large Systems of Highly Nonlinear Equations. N2 - This report presents the final realization and implementation of a global inexact Newton method proposed by Deuflhard. In order to create a complete piece of software, a recently developed iterative solver (program GBIT) due to Deuflhard, Freund, Walter is adapted and serves as the standard iterative linear solver. Alternative linear iterative solvers may be adapted as well, e.g. the widely distributed code GMRES. The new software package GIANT (Global Inexact Affine Invariant Newton Techniques) allows an efficient and robust numerical solution of very large scale highly nonlinear systems. Due to the user friendly interface and its modular design, the software package is open for an easy adaptation to specific problems. Numerical experiments for some selected problems illustrate performance and usage of the package. T3 - ZIB-Report - TR-90-11 Y1 - 1990 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-4746 ER - TY - CHAP A1 - Bader, G. A1 - Nowak, Ulrich A1 - Deuflhard, Peter ED - Aiken, R. T1 - An Advanced Simulation Package for Large Chemical Reaction Systems T2 - Stiff Computation. Proc. Intern. Conf. Park City, Utah/USA Y1 - 1985 PB - Oxford University Press ER - TY - CHAP A1 - Deuflhard, Peter A1 - Bader, G. A1 - Nowak, Ulrich T1 - LARKIN - a Software Package for the Numerical Simulation of LARge Systems Arising in Chemical Reaction KINetics T2 - Modelling of Chemical Reaction Systems Y1 - 1981 VL - 18 SP - 38 EP - 55 PB - Springer Verlag ER - TY - CHAP A1 - Deuflhard, Peter A1 - Lang, Jens A1 - Nowak, Ulrich ED - Neunzert, H. T1 - Recent Progress in Dynamical Process Simulation T2 - Progress in Industrial Mathematics, Proc. 8th Conference of the European Consortium for Mathematics in Industry (ECMI 94) Y1 - 1996 SP - 122 EP - 137 PB - Wiley & Teubner ER - TY - CHAP A1 - Deuflhard, Peter A1 - Nowak, Ulrich ED - Deuflhard, Peter ED - Engquist, B. T1 - Extrapolation integrators for quasilinear implicit ODEs. T2 - Large scale scientific computing, Proc. Meet., Oberwolfach/FRG 1985, Y1 - 1987 VL - 7 SP - 37 EP - 50 PB - Boston-Basel-Stuttgart: Birkhäuser ER - TY - JOUR A1 - Deuflhard, Peter A1 - Nowak, Ulrich A1 - Wulkow, Michael T1 - Recent Developments in Chemical Computing JF - Computers in Chemical Engineering Y1 - 1990 VL - 14 SP - 1249 EP - 1258 ER - TY - GEN A1 - Deuflhard, Peter A1 - Nowak, Ulrich A1 - Lutz-Westphal, Brigitte T1 - Bessel'scher Irrgarten N2 - Dieser Artikel berichtet über eine erfolgreiche Schüleraktivität, die seit Jahren am Zuse-Institut Berlin (ZIB) bei Besuchen von Schülergruppen erprobt und verfeinert worden ist. Das hier zusammengestellte Material ist gedacht als Basis für eine Unterrichtseinheit in Leistungskursen Mathematik an Gymnasien. Inhaltlich wird von einem zwar für Schüler (wie auch Lehrer) neuen, aber leicht fasslichen Gegenstand ausgegangen: der Drei-Term-Rekursion für Besselfunktionen. Die Struktur wird erklärt und in ein kleines Programm umgesetzt. Dazu teilen sich die Schüler selbstorganisierend in Gruppen ein, die mit unterschiedlichen Taschenrechnern "um die Wette" rechnen. Die Schüler und Schülerinnen erfahren unmittelbar die katastrophale Wirkung von an sich kleinen'' Rundungsfehlern, sie landen -- ebenso wie der Supercomputer des ZIB -- im Bessel'schen Irrgarten''. Die auftretenden Phänomene werden mathematisch elementar erklärt, wobei lediglich auf das Konzept der linearen Unabhängigkeit zurückgegriffen wird. Das dabei gewonnene vertiefte Verständnis fließt ein in die Konstruktion eines klassischen Algorithmus sowie eines wesentlich verbesserten Horner-artigen Algorithmus. T3 - ZIB-Report - 07-09 KW - Rundungsfehler KW - Drei-Term-Rekursionen KW - Bessel-Rekursion Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-9525 ER -