Pohl, Thomas
Dr. Thomas Pohl
Mitarbeiterprofil
Projekte
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FreeWiHR - Simulation von Metallschäumen
(Projekt aus Eigenmitteln)
Die erfolgreiche Herstellung neuer Materialien setzt in den meisten Fällen die Beherrschung sehr komplexer technologischer Prozesse voraus. Ein besonders hilfreiches Mittel bildet hierbei die numerische Simulation. Sie dient sowohl zum Studium der Prozesskontrolle als auch zur Erhöhung des Prozessverständnisses. Dabei gewinnt in den letzten Jahren die Methode der Zellularen Automaten (ZA) zunehmend an Bedeutung. Zellulare Automaten stellen eine ideale Methode dar, um physikalische Phänomene zu modellieren, die bei der Herstellung von Werkstoffen auftreten. Dazu zählen unter anderem die Ausbildung von Kornstrukturen oder von Dendriten bei einer Erstarrung. Spezialformen der ZA, wie die Lattice Gas oder Lattice Boltzmann Methode (LBM) eignen sich in hervorragender Weise zur Modellierung von Prozessen, bei denen Strömungen in komplexen, veränderlichen Geometrien auftreten. Dies sind nun genau die Situationen, die bei der Herstellung von Metallschaum oder von Verbundwerkstoffen durch Infiltration von Faser- oder Pulverpreforms auftreten. Zur Modellierung müssen sowohl beim Schaum als auch bei den Verbundwerkstoffen freie Oberflächen beschrieben werden. Für die Beschreibung freier Oberflächen im Rahmen der LBM in zwei Raumdimensionen wurde in den letzten drei Jahren am Lehrstuhl WTM erfolgreich ein Algorithmus entwickelt und implementiert.
Diese erfolgversprechenden Ansätze sollen als Grundlage einer optimierten, auf drei Raumdimensionen erweiterten Modellierung übertragen werden. Allerdings führt die Erweiterung auf drei Raumdimensionen auf einen um den Faktor 1000 - 10000 höheren Rechenaufwand, der nur mit Hilfe von Höchstleistungsrechnern (HLR) in realistischen Zeiten zu bewältigen ist.
Ziel des geplanten Projektes ist es daher, in einem Verbund der Lehrstühle Werkstoffkunde und Technologie der Metalle (WTM) und Informatik 10 (LSS) die Übertragung des Modells auf den HLR herzustellen. Am Lehrstuhl WTM soll dabei der Schwerpunkt auf der Entwicklung numerischer 3D-Verfahren für die Modellierung von komplexen dreidimensionalen Problemen mit freien Oberflächen auf der Grundlage der LBM liegen.
Am Lehrstuhl für Systemsimulation sollen Datenstrukturen untersucht und entwickelt werden, die zum einen an die komplizierten physikalischen Strukturen, z. B. Hohlräume in Metallschäumen, angepasst sind und zum anderen die vorgegebene Hardware optimal ausnutzen (verschiedene Kommunikationsarten, Lastbalancierung, Cache-Hierarchien). -
Entwicklung einer Simulationssoftware zur Prognose von Schadstoffausbreitung und -abbau in der (un-)gesättigten Bodenzone
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
The project included the mathematical modelling of natural attenuation processes in the subsurface and the extension of a software tool for complex reactive multicomponent processes in the framework of mixed hybrid and conforming finite elements. New parameter identification methods allow the parametrization of unknown functions or a formfree optimization, and help to overcome the dilemma of missing data in complex models. Work included instationary 3D simulations and scenarios of contaminated sites explored by project partners. The findings of the joint research project resulted in guidelines for authorities and consulting engineers dealing with natural attenuation at contaminated sites.
Veröffentlichungen
2015
A Robust Probabilistic Model for Motion Layer Separation in X-Ray Fluoroscopy
Information Processing in Medical Imaging (Isle of Skye, Scotland)
In: 24th International Conference on Information Processing in Medical Imaging, IPMI 2015, Berlin: 2015
DOI: 10.1007/978-3-319-19992-4_22
URL: http://www5.informatik.uni-erlangen.de/Forschung/Publikationen/2015/Fischer15-RPM.pdf
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Markov Random Field-based Layer Separation for Simulated X-Ray Image Sequences
Bildverarbeitung für die Medizin (Lübeck)
In: Bildverarbeitung für die Medizin 2015, Berlin Heidelberg: 2015
URL: https://www5.informatik.uni-erlangen.de/Forschung/Publikationen/2015/Fischer15-MRF.pdf
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Surrogate-Driven Estimation of Respiratory Motion and Layers in X-Ray Fluoroscopy
International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention (München)
In: Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention MICCAI 2015, Berlin: 2015
DOI: 10.1007/978-3-319-24553-9_35
URL: https://www5.informatik.uni-erlangen.de/Forschung/Publikationen/2015/Fischer15-SEO.pdf
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2014
Real-Time Respiratory Signal Extraction from X-Ray Sequences using Incremental Manifold Learning
International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI) (Beijing, China)
In: 2014 IEEE 11th International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI) 2014
URL: https://www5.informatik.uni-erlangen.de/Forschung/Publikationen/2014/Fischer14-RRS.pdf
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Incremental Dimensionality Reduction for Respiratory Signal Extraction From X-Ray Sequences
Conference on Image-Guided Interventions (Magdeburg)
In: IGIC 2014 - Abstractband 2014
URL: https://www5.informatik.uni-erlangen.de/Forschung/Publikationen/2014/Fischer14-IDR.pdf
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2013
Performance engineering to achieve real-time high dynamic range imaging
In: Journal of Real-Time Image Processing (2013), S. 1-13
ISSN: 1861-8200
DOI: 10.1007/s11554-012-0312-3
URL: http://link.springer.com/accesspage/article/10.1007/s11554-012-0312-3?coverImageUrl=/static-content/0.6416/covers/journals/916/11554.jpg
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2012
Estimating Blood Flow Based on 2D Angiographic Image Sequences
In: Bildverarbeitung für die Medizin 2012, Berlin, Heidelberg: Springer, 2012, S. 380-385
ISBN: 978-3-642-28502-8
DOI: 10.1007/978-3-642-28502-8-66
URL: http://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-3-642-28502-8_66.pdf
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2009
Innovatives Konstruktions- und Fertigungskonzept für Straßenbahn-Rohbau
8. Fachtagung Fügen und Konstruieren im Schnienfahrzeugbau
In: SLV (Hrsg.): 8. Fachtagung Fügen und Konstruieren im Schnienfahrzeugbau 2009
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A Parallel Free Surface Lattice Boltzmann Method for Large-Scale Applications
21st International Conference on Parallel Computational Fuid Dynamics (Moffett Field, CA, USA)
In: Parallel CFD 2009, 21st International Conference on Parallel Computational Fluid Dynamics, May 18-22, 2009, Moffett Field, CA, USA, pp. 198-202 2009
URL: https://www10.informatik.uni-erlangen.de/Publications/Papers/2009/Donath_ParCFD09.pdf
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Localized Parallel Algorithm for Bubble Coalescence in Free Surface Lattice-Boltzmann Method
Euro-Par 2009 (Delft, 25. August 2009 - 28. August 2009)
In: Euro-Par 2009, Berlin Heidelberg: 2009
DOI: 10.1007/978-3-642-03869-3_69
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Hybrid Parallelization Techniques for Lattice Boltzmann Free Surface Flows
In: Parallel Computational Fluid Dynamics 2007, Berlin, Heidelberg: Springer Verlag, 2009, S. 179-186
ISBN: 9783540927433
DOI: 10.1007/978-3-540-92744-0_22
URL: http://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-3-540-92744-0_22.pdf
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2008
- Pohl, Thomas:
High Performance Simulation of Free Surface Flows Using the LatticeBoltzmann Method (Dissertation, 2008)
URL: https://www10.cs.fau.de/publications/dissertations/Diss_2008-Pohl.pdf
2007
Hybrid Parallelization Techniques for Lattice Boltzmann Free Surface Flows
International Conference on Parallel Computational Fluid Dynamics (Antalya, Turkey)
In: Parallel CFD 2007 (published on CD), Antalya: 2007
URL: https://www10.informatik.uni-erlangen.de/Publications/Papers/2007/Thuerey_ParCFD07.pdf
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2006
Optimization and Stabilization of LBM Free Surface FlowSimulations using Adaptive Parameterization
In: Computers & Fluids 35 (2006), S. 934-939
ISSN: 0045-7930
URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004579300500157X/pdfft?md5=59701b54104d0daae6791fd1b2140ffa&pid=1-s2.0-S004579300500157X-main.pdf
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2005
FreeWIHR: Lattice Boltzmann Methods with Free Surfaces and their Application in Material Technology
KONWIHR Results Workshop (Garching)
In: High Performance Computing in Science and Engineering, Garching 2004, Berlin/Heidelberg: 2005
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Parallel Lattice Boltzmann Methods for CFD Applications
In: Numerical Solution of Partial Differential Equations on Parallel Computers, New York: Springer, 2005, S. 439-465 (Lecture Notes in Computational Science and Engineering, Bd.51)
ISBN: 3-540-29076-1
URL: https://www10.informatik.uni-erlangen.de/Publications/Papers/2005/LBMCFD_LNCSE51.pdf
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2004
FreeWiHR --- LBM with Free Surfaces
(2004), S. 15
URL: https://www10.cs.fau.de/publications/reports/TechRep_2004-06.pdf
(Techreport)
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Performance Evaluation of Parallel Large-Scale Lattice Boltzmann Applications on Three Supercomputing Architectures.
(2004)
URL: https://www10.cs.fau.de/publications/reports/TechRep_2004-02.pdf
(Techreport)
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Performance Evaluation of Parallel Large-Scale Lattice Boltzmann Applications on Three Supercomputing Architectures
Supercomputing Conference '04 (Pittsburgh, PA, USA, 6. November 2004 - 12. November 2004)
In: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Hrsg.): Supercomputing, 2004: Proceedings of the ACM/IEEE SC2004 Conference 2004
DOI: 10.1109/SC.2004.37
URL: http://dl.acm.org/ft_gateway.cfm?id=1049965&ftid=310446&dwn=1&CFID=475065051&CFTOKEN=96852916
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2003
A Lightweight Java Taskspaces Framework for Scientific Computing on Computational Grids
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Cache Performance Optimizations for Parallel Lattice Boltzmann Codes in 2D
(2003)
URL: https://www10.cs.fau.de/publications/reports/TechRep_2003-03.pdf
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Optimization and Profiling of the Cache Performance of Parallel Lattice Boltzmann Codes
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URL: http://www.worldscientific.com/doi/pdf/10.1142/S0129626403001501
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Optimization and Profiling of the Cache Performance of Parallel Lattice Boltzmann Codes in 2D and 3D
(2003)
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(Techreport)
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A Lightweight Java Taskspaces Framework for Scientific Computing on Computational Grids
ACM Symposium on Applied Computing (Melbourne(USA), 9. März 2003 - 12. März 2003)
In: Proceedings of the 2003 ACM Symposium on Applied Computing 2003
URL: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.12.191&rep=rep1&type=pdf
Simulation von Metallschaum mittels der Lattice-Boltzmann Methode
35 (2003), S. 4-8
(Techreport)
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Cache Performance Optimizations for Parallel Lattice Boltzmann Codes
In: Euro-Par 2003. Parallel Processing, Berlin: 2003
URL: http://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-3-540-45209-6_66.pdf
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2001
Computer simulation of Ostwald ripening for ion beam synthesis of buried layers
In: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 178 (2001), S. 135-137
ISSN: 0168-583X
DOI: 10.1016/S0168-583X(01)00511-0
URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168583X01005110/pdfft?md5=43a5b0ebcf2efbef531875800967c424πd=1-s2.0-S0168583X01005110-main.pdf
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2000
Simulation der Ostwald-Reifung (Diplomarbeit, 2000)
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1994
Analytisches Modell für das Laserstrahlbiegen von Profilen
In: Laser-Magazin (1994), S. 18-25
ISSN: 0945-8875
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