TU Chemnitz: Fak. f. Mathematik: Professur Mathematik in Industrie und Technik: Rene Schneider: Lebenslauf

Aktuelle Arbeit

Die Diskret-Adjungierte-Methode (DAM) erlaubt für Zielgrößen, die von der Lösung einer Partiellen Differentialgleichung (PDGL) abhängen, Ableitungen bezüglich einer großen Anzahl von Parametern des Systems effizient zu approximieren. Dies findet Anwendung in der Formoptimierung, wo die Form eines Objektes gesucht wird, die bestimmte Zielgrößen optimiert, welche von der Lösung einer PDGL abhängen.

Mein Interesse gilt insbesondere der Anwendung der DAM in verschiedenen Formoptimierungsproblemen (Navier-Stokes, Elästizität, Darcy-Strömungen) sowie der effizienten Lösung der entstehenden adjungierten Gleichungen unter Verwendung von vorkonditionierten iterativen Lösern und Mehrgitter-Verfahren.

Ein zweiter Schwerpunkt meiner Arbeit liegt in der automatischen adaptiven anisotropen Verfeinerung von Finite-Elemente-Netzen. Hierzu betrachte ich neuartige Ansätze, welche verwandt sind mit der Klasse Hierarchischer Fehlerschätzer sowie Ansätze basierend auf der DAM.

Laufende Kooperationsprojekte

• Karsten Eppler (Dresden): Vergleich verschiedener Ansätze zur Auswertung von Form-Ableitungen für lineare Elastizität
• Hermann Mena (Quito, Ecuador): Simulation der Ausbreitung von durch Flugzeuge versprühtem Glyphosat an der ecuadorianisch-kolumbianischen Grenze
• Andrea Walther (Paderborn): Strukturausnutzendes Algorithmisches Differenzieren eines FEM Lösers
• Petr Knobloch (Prag, Tschechische Republik): Anisotrope Netzverfeienrung für konvektionsdominierte Konvektions-Diffusions-Probleme

Publikationen

• Schneider R, With a new refinemet paradigm towards anisotropic mesh refinement, in preparation
• Mena H, Schneider R, Simulation of the Glyphosate Aerial Spray Drift at the Ecuador-Colombia border, in preparation
• Walther A, Schneider R, Shape optimization using structure-exploiting algorithmic differentiation of a FEM Navier-Stokes solver, in preparation
• Knobloch P, Schneider R, Anisotropic adaptivity by optimisation of node positions in convection-diffusion problems, in preparation
• Jimack P, Schneider R, Implementing the Zero-Mean-Pressure Condition for the incompressible Navier-Stokes Equations by projections, in preparation
• Schneider R, A review of anisotropic refinement methods for triangular meshes in FEM, submitted July 2011, to appear
• Krell S, Schneider R, Röber M, Kahl S, Schufft W, Free Virtual Impulse Generator (VIG) to determine the Impulse Generator Settings online, proceedings ISH - International Symposium on High Voltage Engineering, August 2011
• Schneider R, FEINS: Finite element solver for shape optimization with adjoint equations, accepted for proceedings of ECMI 2010, to appear in Springer series Mathematics in Industry, 2010
• Schneider R, Systems Modeling, from Simulation to Optimization, proceedings of the Fourth Conference of Ingeniería de Sistemas Informáticos y de Computación ISIC (Information Systems and Computational Engineering), S. 101–108, Quito, Ecuador, November 2008
• Schneider R, Jimack P, On the evaluation of finite element sensitivities to nodal coordinates, Electronic Transactions on Numerical Analysis, 32:134–144, Special Volume: Selected Papers from the 20th Chemnitz Finite Element Symposium, 2008
  http://etna.mcs.kent.edu/
• Schneider R, Rothaug T, Benner P, Flow stabilisation by Dirichlet boundary control, PAMM : Vol. 8, pp. 10961-10962; 2008
• Schneider R, Jimack P, Anisotropic mesh adaption based on a posteriori estimates and optimisation of node positions, in G. Lube, G. Rapin : BAIL 2006, Proceedings of Int. Conference on Boundary and Interior Layers, University of Göttingen, 2006
• Schneider R, Applications of the Discrete Adjoint Method in Computational Fluid Dynamics, PhD Thesis, University of Leeds, 2006
  http://www.comp.leeds.ac.uk/cgi-bin/sis/ext/rs_pub.cgi?cmd=listtheses#2006
• Schneider R, Jimack P, Toward anisotropic mesh adaption based upon sensitivity of a posteriori error estimates, School of Computing Research Report Series 2005.03, University of Leeds, 2005
  http://www.comp.leeds.ac.uk/research/pubs/reports/2005/2005_03.pdf
• Schneider R, Jimack P, Efficient preconditioning of the discrete adjoint equations for the incompressible Navier-Stokes equations, International Journal for Numerical Methods in Fluids, 47:1277–1283, 2005
• Schneider R, Riedel A, Verdult V, Verhaegen M, Sima V, SLICOT system identification toolbox for nonlinear Wiener systems, SLICOT Working Note 2002-6, 2002
  http://www.win.tue.nl/niconet/NIC2/reports.html

Veröffentlichte Software

• FEINS (Finite Element solver for stationary Incompressible Navier Stokes),
  • Ein Finite Elemente Löser für die Poisson-Gleichung, lineare Elastizität, inkompressible Navier-Stokes-Gleichungen und Konvektions-Diffusions-Gleichungen im Zweidimensionalen, benutzt unstrukturierte Dreiecksnetze und iterative Löser mit Mehrgitter-Vorkonditionierung
  • Zugeschnitten um Formoptimierung zu ermöglichen
  • Aktuelle Bestleistungen:
    • Lösen der stationären Navier-Stokes-Gleichungen mit 37,769,219 Freiheitsgraden (Taylor-Hood Elemente) auf einem einzelnen Prozessor in 8.9 Stunden, Berechnung der Form-Ableitung in 10.55 Stunden (Februar 2009)
    • Lösen eines Lamé Problems (lineare Elastizität) mit 35,419,650 Freiheitsgraden (P₂ Elemente) auf einem einzelnen Prozessor in 12.2 Minuten, Berechnung der Formableitung in gleicher Zeit (November 2009)
  • erste Teile wurden mittels OpenMP parallelisiert
  • http://www.feins.org
  • Begonnen im April 2003 als Plattform für die eigene Forschung im Rahmen der Dissertation, erste Veröffentlichung unter GPL Lizenz, Juli 2008
  • Circa 46,200 Zeilen C-Quellcode

Eingeladene Konferenzvorträge und Minisymposia

• Plenarvortrag,
  Systems Modeling, from Simulation to Optimization,
  Fourth Conference of Ingeniería de Sistemas Informáticos y de Computación ISIC (Information Systems and Computational Engineering), Quito, Ecuador, November 2008
• Vorstellungsvortrag,
  From Simulation to Optimization: discrete adjoint equations, Begrüßungskolloquium für Prof. Peter Benner am MPI Magdeburg, Magdeburg, November 2010
• Vortrag im Minisymposium zu adaptiven Verfahren,
  With optimisation towards anisotropic adaptive FEM, Algorithmy 2009, Podbanske, Slovakia, März 2009
• Vortrag im Minisymposium zu adaptiven Verfahren,
  Anisotropic mesh adaption based on a posteriori estimates and optimisation of node positions,
  BAIL 2006, Göttingen, Juli 2006
• Vortrag im Minisymposium zu anisotropen Finiten Elementen,
  Anisotropic mesh adaption based on a posteriori estimates and optimisation of node positions,
  MAFELAP 2006, Uxbridge, Großbritannien Juni 2006

Konferenzvorträge

• With edge based refinement towards anisotropic adaptive refinement in FEM,
  Workshop Numerical Analysis for Singularly Perturbed Problems (dedicated to the 60th birthday of Martin Stynes), TU Dresden, November 2011
• Adaptive anisotropic mesh refinement based on a new adaptivity paradigm,
  ENUMATH, Leicester, UK, September 2011
• Ein neuer Ansatz zur anisotropen adaptiven Netz Verfeinerung in FEM,
  Südostdeutsches Kolloquium zur Numerischen Mathematik, Ilmenau, Mai 2011
• Adaptive anisotropic mesh refinement based on a new adaptivity paradigm,
  Chemnitz FEM Symposium, Lichtenwalde, September 2010
• FEINS: Finite element solver for shape optimization with adjoint equations,
  ECMI 2010, Wuppertal, Juli 2010
• Shape optimisation for elliptic PDEs with the Discrete Adjoint Technique,
  SPP1253 Workshop, Lambrecht, Juli 2010
• Anisotropic mesh adaption based on a posteriori estimates,
  BAIL 2010, Zaragoza, Spanien, Juli 2010
• Shape optimisation for elliptic PDEs with the Discrete Adjoint Technique,
  CMAM, Bedlewo, Polen, Juni 2010
• Shape optimisation for stationary Navier-Stokes with the Discrete Adjoint Technique,
  BIT50, Lund, Schweden, Juni 2010
• Differentiation of a finite element solver for stationary Navier-Stokes,
  AD Workshop, Paderborn, Juni 2010
• Shape optimisation for stationary Navier-Stokes with the Discrete Adjoint Technique,
  GAMM 2010, Karlsruhe, März 2010
• On the evaluation of finite element sensitivities to nodal coordinates,
  Chemnitz FEM Symposium, Oberwiesenthal, September 2009
• With optimisation towards anisotropic adaptive FEM,
  Adaptive Finite Elements: Analysis and Applications, Workshop, Kirchzarten,
  September 2009
• Shape optimisation for stationary Navier-Stokes with the Discrete Adjoint Technique,
  Conference on Optimization with interfaces and free boundaries, Regensburg, März 2009
• Anisotropic mesh adaption based on a posteriori estimates and optimisation of node positions,
  BAIL 2008, Limerick, Ireland, Juli 2008
• Flow stabilisation by Dirichlet boundary control,
  GAMM 2008, Bremen, April 2008
• Anisotropic mesh adaption based on a posteriori estimates and optimisation of node positions,
  Chemnitz FEM Symposium, Chemnitz, September 2007
• With discrete adjoint based optimisation towards anisotropic adaptive FEM,
  ENUMATH 2007, Graz, Austria, September 2007
• With discrete adjoint based optimisation towards anisotropic adaptive FEM,
  IFIP 2007, Cracow, Poland, Juli 2007
• Anisotropic mesh adaptation based on a posteriori estimates and optimisation of node positions,
  NAConf 2007, Dundee, UK, Juni 2007
• Anisotropic mesh adaption based on a posteriori estimates and optimisation of node positions,
  Chemnitz FEM Symposium, Chemnitz, September 2006
• Automatic anisotropic mesh adaption,
  Südostdeutsches Kolloquium zur Numerischen Mathematik, Halle, Mai 2006
• Anisotropic mesh adaption based upon sensitivity of a posteriori estimates,
  GAMM 2006, Berlin, März 2006
• Anisotropic mesh adaption based on a posteriori estimates and optimisation of node positions,
  Chemnitz FEM Symposium, Chemnitz, September 2004

Sprachkenntnisse

Hobbys

• Sportschießen
• Umbau/Sanierung unseres Eigenheims
• Stadtrat der Stadt Oederan (Freie Wähler). Mitglied der Freien Wählergemeinschaft Oederan mit Ortsteilen e.V. seit März 2009, Stadtrat seit August 2009
• Vizepräsident des Breitenauer Carnevals Club e.V. Mitglied seit 1998, Vizepräsident seit 2008
• Vorstandsmitglied der Schützengesellschaft Schönerstadt 1862 e.V. Mitglied seit 1995, stellvertretender Vorsitzender 2006–2010, Vortstand/Organisator seit 2010

Dr. Rene Schneider
13. Januar 2012

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