Projekte
Wesentlicher Bestandteil der Arbeit des Zentrums für Technomathematik
sind Projekte, in denen komplexe Probleme aus den Natur-,
Ingenieur-Wissenschaften und der industriellen Praxis mit modernen
Methoden der angewandten Mathematik behandelt werden. Die einzelnen
Projekte haben zum Teil sehr unterschiedliche Ausrichtungen und
verdeutlichen die Schwierigkeiten, die bei dem Spagat zwischen
wissenschaftlichen Ansprüchen und Forderungen der Kooperationspartner
nach schnellen und effizienten Lösungen zu überwinden sind.
Die Palette der Anwendungen reicht von den Geo- und Umweltwissenschaften
über Materialwissenschaften bis zu Prozesssteuerung oder
Qualitätskontrolle und orientiert sich stark an den Wissenschaftsschwerpunkten
der Universität Bremen.
Auf der Forschungsseite stehen vor allem Wavelet-Analysis, inverse Probleme,
adaptive Finite-Elemente-Methoden und dynamische Systeme im Vordergrund.
Anwendungsbezogene Projekte
| Luft- und Raumfahrt | |
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Design-KIT: Künstliche Intelligenz in der mechanischen Bauteilentwicklung; TP: Deep Learning zur Geometrieerzeugung von mechanischen Bauteilen Im Projekt Design-KIT werden Methoden der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens für die Konstruktion von Bauteilen für Trägerraketen wissenschaftlich untersucht und ihr Nutzen für die entsprechende industrielle Anwendung evaluiert. Die hierfür notwendigen Schnittstellen zwischen der Bauteilentwicklung und der Erzeugung von Daten zur Verarbeitung mit künstlicher Intelligenz stehen hier ebenso im Fokus wie die Überführung von neuen Algorithmen in konkrete Softwaremodule einer bestehenden Software des Projektpartners ELISE.
Zeitraum:
01.10.2020 - 31.03.2022 |
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5GSatOpt Simulationsplattform zur Konzeptionierung, Optimierung und Evaluierung von 5G Satellitenkonstellationen für das allgegenwärtige und überall verfügbare Internet
Zeitraum:
01.05.2019 - 31.08.2020 |
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KaNaRiA - Kooperative künstliche Intelligenz
Zeitraum:
01.01.2018 - 31.12.2022 |
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CAUSE-Cognitive Autonomous Subsurface Exploration Die Suche nach außerirdischem Leben auf dem Saturnmond Enceladus ist Ziel der Raumfahrtmission Enceladus Explorer. Innerhalb der EnEx-Initiative des DLR Raumfahrtmanagements werden neue Technologien entwickelt, um diese Mission zu ermöglichen.Grundstein der EnEx-Initative war das Verbundprojekt EnEx1. Das Vorhaben CAUSE baut auf den bereits gemachten Erfahrungen aus EnEx1 auf und erweitert die bisherigen Technologien im Bereich der Sensorfusion und Autonomie.
Zeitraum:
01.04.2015 - 30.09.2018 |
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Fehler tolerante Low-Cost Hybridnavigationsdesigns für zukünftige Raumtransportsysteme
Zeitraum:
seit 01.09.2014 |
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KaNaRiA - Kognitionsbasierte, autonome Navigation am Beispiel des Ressourcenabbaus im All
Zeitraum:
01.10.2013 - 31.03.2018 |
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Adaption of WORHP to Avionics Constraints
Zeitraum:
01.04.2013 - 31.01.2015 |
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Onboard Trajektorienberechnung und Regelung für Wiedereintrittsraumfahrzeuge
Zeitraum:
01.01.2013 - 31.12.2015 |
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Optimale Steuerung und Regelung einer Mondlandung mit nicht-modulierbaren Triebwerken Obwohl die erste bemannte Mondlandung schon über 40 Jahre zurückliegt, ist die Planung von aktuellen Missionen noch lange keine Routine. Während für frühere Mondlandungen Triebwerke verwendet wurden, deren Schubkraft variabel war, erhofft man sich durch den zukünftigen Einsatz von nicht-modulierbaren Triebwerken, sowohl die Kosten zu senken, als auch eine höhere Sicherheit gegenüber Störungen oder Ausfällen zu gewährleisten.
Zeitraum:
01.10.2009 - 30.04.2010 |
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WORHP
Zeitraum:
seit 01.01.2008 |
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STAr Group Bremen
Zeitraum:
seit 01.01.2008 |
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Logistische Optimierung von Beobachtungszeitplänen für optische Satelliten
Zeitraum:
01.07.2007 - 14.01.2008 |
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Black-Box Optimierer
Zeitraum:
01.06.2007 - 31.05.2010 |
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Optimierung von Satellitenkonstellationen Mit Satelliten lassen sich Gebiete auf der Erde beobachten. Doch bevor Satelliten auf ihre Umlaufbahn geschickt werden können, muss beim Einsatz mehrerer Satelliten eine Konstellation gefunden werden, so dass die Satelliten die gewünschten Zielgebiete auf der Erde mit bestimmten Wiederholraten abdecken.
Zeitraum:
01.04.2007 - 31.07.2008 |
| Lebenswissenschaften | |
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KI-gestützte-Dokumentation-für Hebammen (KIDOHE) KIDOHE hat zum Ziel die Belastungs- und Regresssituation der Hebammen mittels eines innovativen, intelligenten, entscheidungsunterstützenden Systems zu verbessern. Die atacama blooms GmbH & Co. KG plant in Zusammenarbeit mit der Universität Bremen ein solches System zu erarbeiten, welches sowohl wissenschaftlich fundiertes Fachwissen als auch Erfahrungswissen der Hebammen in Netzen (z.B. semantischen Netzen, Bayes-Netzen oder neuronalen Netzen) repräsentiert.
Zeitraum:
01.05.2020 - 28.02.2022 |
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Dynamische Inverse Probleme in Magnetic Particle Imaging (D-MPI) Magnetic Particle Imaging (MPI) ist ein bildgebendes Verfahren mit vielversprechenden medizinischen Anwendungen, welches auf dem Verhalten superparamagnetischer Eisenoxid-Nanopartikeln basiert. MPI befindet sich derzeit in der präklinischen Phase. Um Modellierung, Datenerfassung und Rekonstruktion zu vereinfachen, wurden bisher allerdings einige entscheidende dynamische Aspekte vernachlässigt. In diesem Verbundprojekt behandeln wir drei dieser Aspekte, welche auf eine Vielzahl dynamischer inverser Probleme führen: (i) Konzentrationsdynamik, (ii) Magnetfelddynamik und (iii) Dynamik der Partikelmagnetisierung.
Zeitraum:
01.05.2020 - 30.04.2023 |
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SPAplus: Small Data Probleme in der digitalen Pathologie und programmbegleitende Maßnahmen Vertreter aus Industrie und Wirtschaft nennen branchenübergreifend im Zusammenhang mit Big Data Anwendungen und maschinellem Lernen (ML) zwei Probelmfelder: Zum einen wird das Fehlen hinreichen vieler und vor allem gut ausgebildeter DatenanalystInnen betont, und zum anderen sind bei technischen Anwendungen meist nicht genügend Daten vorhanden, um zum Beispiel große neuronale Netze (NN) über Deep Learning (DL)Ansätze stabil zu trainieren. Dieses Projekt zielt daher auf die Bearbeitung eines derartigen prototypischen Problems der digitalen Pathologie sowie auf die Analyse und methodische Umsetzung von mathematisch findierten Verfahren zur Data Augmentation über neuronale Netze/Deep Learning. Zudem sollen in programmbegleitenden Maßnahmen Konzepte zur Ausbildung mathematischer Datenanalysten sowie Informationsveranstaltungen für die Öffentlichkeit erarbeitet und umgesetzt werden.
Zeitraum:
01.04.2020 - 31.03.2023 |
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DELETO - Maschinelles Lernen bei korrelativer MR und Hochdurchsatz-NanoCT Maschinelles Lernen (ML) und insbesondere das Lernen von großen Neuronalen Netzen (NN), das sogenannte Deep Learning (DL), gehören derzeit zu den viralsten und in der Öffentlichkeit breit diskutierten wissenschaftlichen Themen, welche Anwendungen in sehr vielen Forschungsbereichen besitzen. In dem Verbundprojekt DELETO soll die mathematische Forschung von DL bei der Lösung inverser Probleme entscheidend vorangetrieben werden, um die aufgrund der großen Datenmengen rechenaufwändigen Rekonstruktionsmethoden, basierend auf Structural Priors und Motion Correction im Bereich der korrelativen MR und der Hochdurchsatz-NanoCT, exakter und effizienter zu gestalten. Ziel ist es diese Methoden in den Geräten der nächsten Generation zu integrieren.
Zeitraum:
01.04.2020 - 31.03.2023 |
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DIAMANT - Digitale Bildanalyse und bildgebende Massenspektrometrie zur Differenzierung von nichtkleinzelligem Lungenkrebs In den letzten Jahren wurden vielversprechende Ergebnisse hinsichtlich der MALDI IMS basierten Klassifizierung verschiedener Krebsarten erzielt. In der klinischen Routine konnte die Methode jedoch bisher nicht etabliert werden. Im DIAMANT-Projekt werden daher die molekularen Informationen aus der MALDI IMS mit den detaillierten anatomischen Informationen aus digitalen Mikroskopiebildern (Digitale Bildanalyse, DIA) kombiniert. Mithilfe einer integrierten Analyse der Daten aus beiden komplementären Modalitäten wird ein Klassifikationsmodell entwickelt werden, das deutlich genauer ist als bestehende, nur auf einer der beiden Modalitäten basierende Modelle.
Zeitraum:
01.01.2020 - 31.12.2022 |
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Studie zur Qualitätsbewertung, Standardisierung und Reproduzierbarkeit von Daten der bildgebenden MALDI-Massenspektrometrie – MALDISTAR MALDI Imaging stellt eine etablierte Methode für die räumliche Untersuchung von Biomolekülen dar. Trotz vieler Vorteile wird jedoch zunehmend deutlich, dass die Daten hoher Variabilität unterliegen. Aus diesem Grund beabsichtigen wir in dem Projekt MALDISTAR Werkzeuge zur Qualitätsbewertung sowie neue Kalibrierungs- und Cross-Normalisierungsmethoden zu entwickeln.
Zeitraum:
01.07.2019 - 30.06.2022 |
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BMBF-MPI²: Modellbasierte Parameteridentifikation in Magnetic Particle Imaging In dem Verbundprojekt MPI² werden modellbasierte Verfahren und deren effiziente algorithmische Umsetzung erforscht. Um die Partikelverteilung zu bestimmen, wird bei MPI die Magnetisierungseigenschaft der metallischen Nanopartikel ausgenutzt. Zu diesem Zweck werden einerseits mathematische Modelle, die die Partikelrelaxation mit einbeziehen, untersucht, und andererseits werden robuste Verfahren motiviert durch den Total-Least-Squares-Ansatz untersucht, die neben der Bestimmung der Partikelkonzentration zusätzliche unbekannte Modellparameter simultan mit rekonstruieren.
Zeitraum:
01.12.2016 - 30.11.2019 |
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Neuronale Netze im MALDI Imaging Die Klassifikation von MALDI-Massenspektren stellt ein herausforderndes Themengebiet dar, welches potentielle Anwendungen insbesondere in der Krebsdiagnose hat. Spezielle 'convolutional neural networks' lernen nichtlineare Transformationen, die für diese Art von Daten besonders geeignet sind. Dabei steht neben der erreichbaren Genauigkeit noch die Interpretierbarkeit der trainierten Modelle im Fokus.
Zeitraum:
seit 01.10.2016 |
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Magnetic Particle Imaging Die magnetische Partikelbildgebung (Magnetic Particle Imaging, MPI) ist ein seit Anfang der 2000er Jahre eingesetztes Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Eisenoxid-Nanopartikeln. MPI ist hierbei strahlungsfrei, hoch sensitiv und bietet eine sehr hohe zeitliche Auflösung.
Zeitraum:
seit 01.03.2016 |
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BMBF-MaDiPath: Massenspektrometrisches Profiling/Grading für onkologische Routineanwendungen der digitalen Pathologie Das angewandte Forschungsprojekt MaDiPath untersucht die Erforschung und Etablierung massenspektrometrischer Methoden, hier MALDI Imagin, für die digitale Pathologie. Ziel des Projektes ist es, Methoden zu entwickeln, die eine objektive, reproduzierbare und automatisierte Grundlage zur pathologischen Tumordiagnostik und der darauf aufbauenden personalisierten Verlaufs- und Therapieplanung ermöglichen.
Zeitraum:
01.10.2015 - 30.09.2018 |
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DFG - Bimodale Rekonstruktion und Magnetic Particle Imaging Die Bimodale Rekonstruktion verknüpft die Informationen unterschiedlicher bildgebender Verfahren bereits während der Rekonstruktion. Die sich ergänzenden Informationen, insbesondere im Bereich der magnetische Partikelbildgebung, führen zu einer deutlichen Verbesserung der Rekonstruktionsqualität.
Zeitraum:
seit 01.08.2015 |
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Qualitätsbewertung von MALDI-Imaging-Daten In der AG Maaß wurde eine Methodik zur Qualitätsbewertung von MALDI-Imaging-Daten und zur systematischen Entwicklung von anwendungsspezifischen SOPs zur Datenakquisition entwickelt. Zentrale Elemente dieser Methodik sind a) die Festlegung eines teilfaktoriellen Experimentplans und b) die Nutzung eines linearen ANOVA-Modells zur Bewertung der Einflüsse der verschiedenen Akquisitionsparameter auf die Ergebnisqualität.
Zeitraum:
seit 01.04.2015 |
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3D-MALDI-Imaging einer Rückenmarksverletzung bei der Ratte Dieses Projekt befasst sich mit neuroimmunologischen Fragestellungen bei Rückenmarksverletzungen der Ratte, aus denen auch Rückschlüsse auf den Menschen gezogen werden können. Die Untersuchungen mittels 3D-MALDI-Imaging konnte bestätigen, dass die Lipidzusammensetzung innerhalb der Läsionsstelle durch die Verletzung stark beeinflusst ist, jedoch bereits nach sieben Tagen die Regeneration des Rückenmarks einsetzt.
Zeitraum:
seit 01.02.2015 |
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Nicht-negative Matrix-Faktorisierung mit A-priori-Wissen Zentrale Aufgabe in diesem Forschungsprojekt ist die Anpassung der NMF-Funktionale durch Hinzunahme verschiederer A-priori-Informationen, sowie die Entwicklung numerisch effizienter Algorithmen. Durch die Berücksichtigung der Labelinformationen wird diese Methode zu einer überwachten Merkmalsextraktion und erlaubt idealerweise das Auffinden von feineren Basismustern, die von Standardalgorithmen als zu unwichtig erachtet und somit ignoriert werden.
Zeitraum:
seit 01.12.2014 |
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Entwicklung eines Digital-Staining-Verfahrens als pathologisch-histologisches Diagnosewerkzeug auf Basis der MALDI-Imaging-Technologie Im Fokus des Projektes steht die Entwicklung von neuartigen, mathematischen Methoden für die Auswertung von MALDI-Imaging-Spektren sowie die Erstellung von standardisierten Abläufen für die Probenpräparation und Datenaufnahme. Diese Entwicklungen erfolgen hierbei exemplarisch an Tomoren aus der Bauchspeicheldrüse und der Lunge sowie Matastasen aus der Leber und hatten somit direkten Bezug zu wichtigen Fragestellungen in der Onkologie.
Zeitraum:
01.07.2014 - 30.06.2016 |
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BMBF-MALDI AMK: 3D-MALDI-Imaging zur Analyse proteomischer Marker und klinischer Wirkstofffverteilung In enger Kooperation mit medizinischen Partnern des Helmholtz Zentrum München und des Klinikums der Universität Jena werden klinisch-onkologische Fragestellungen direkt in Organen und Geweben erforscht, die den Kontext des hochkomplexen, heterogenen 3D-Gewebeverbands voraussetzen. Eine besondere Herausforderung ist dabei die 3D-Visualisierung und die direkte Interaktion mit diesen 3D-Daten.
Zeitraum:
01.04.2011 - 31.07.2014 |
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Entdeckung von Biomarkern in MALDI-TOF Massenspektrometrie mittels diskreter Wavelettransformation Biomarker discovery in MALDI-TOF serum protein profiles using discrete wavelet transformaition and support vector machines.
Zeitraum:
15.02.2007 - 31.03.2010 |
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Optimale Tumorbehandlung in der Leber durch Optimierung mit partiellen Differentialgleichungen Bei verschiedenen Tumorerkrankungen (Leber-, Lungen-, Knochentumor, Nierenkarzinom) ist es oft nicht mehr möglich einen chirurgischen Eingriff vorzunehmen, sei es aufgrund der Größe des Tumors oder der körperlichen Verfassung des Patienten. In derartigen Situationen haben sich die lokalen und minimalen invasiven Techniken als alternative Behandlungsmöglichkeit bewährt. Bei der so genannten Thermo-Ablations-Behandlung wird das bösartige Gewebe durch lokales Erhitzen oder Abkühlen zerstört. Beispiele für die Behandlung durch lokale Erhitzung sind unter anderem die Radio-Frequenz (RF) Ablation, durch Laser oder durch konzentrierten Ultraschall induzierte Thermo-Therapie.
Zeitraum:
01.08.2006 - 31.07.2009 |
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Bioinformatik-Optimierungssystem für Primer-Capture-Capture-Primer-Designs Biochips werden zur Zeit mehr und mehr im Bereich der medizinischen Diagnostik eingesetzt. Mit deren Hilfe soll die Aktivität von Genen innerhalb kürzester Zeit erkannt und zur Frühdiagnostik und Therapiesteuerung genutzt werden.
Zeitraum:
01.07.2006 - 30.06.2008 |
| Robotersteuerung | |
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StartNOW-KI-Algorithmen für autonome Rasenmähroboter
Zeitraum:
01.08.2021 - 31.05.2022 |
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Optimierung in der Logistik: Kollisionsfreie Bahnplanung für Paketroboter zur Containerentladung Die automatisierte Fördertechnik zur Verteilung von Paketgütern spielt für die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen eine zentrale Rolle. Es gilt Arbeitsplätze mit hoher Wiederholfrequenz zu automatisieren und zu humanisieren. Ziel des Projektes ist die Bestimmung kollisionsfreier Roboterbahnen in dem durch den Container extrem eingeschränkten Arbeitsraum.
Zeitraum:
01.05.2004 - 01.07.2004 |
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Minimale Identifikation und Modellierung der Dynamiken von Industrierobotern Um moderne und hochgenau arbeitende Industrieroboter optimal steuern zu können reicht es in der Regel nicht mehr aus, allein die Kinematik des Roboters zu betrachten. In diesem Kooperationsprojekt wird deshalb das dynamische Verhalten, dass z.B. durch Trägheit, Torrsion oder Reibung hervorgerufen wird, bei der Modellierung und Optimierung berücksichtigt.
Zeitraum:
01.05.2004 - 30.04.2005 |
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Sollwertgenerierung für Sensoren Das Unternehmen Mahr GmbH produziert u.a. hochgenaue Messinstrumente, in denen Sensoren vorgegebene Messpunkte anfahren müssen. In dem Projekt werden Methoden zur Berechnung optimaler, dreidimensionaler Bahnen durch solche vorgegebenen Sollwerte entwickelt.
Zeitraum:
01.04.2002 - 31.08.2004 |
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Optimierung in der Logistik: Modellierung und Echtzeitoptimalsteuerung eines neuen Hochregallager-Bediensystems Ein neues Hochregallagerbediensystem sieht die Be- und Entladung mit mehreren koaxial befestigten Regalbediengeräten vor, um eine höhere Effizienz der Ein- und Auslagerungsvorgänge zu erreichen. Die Bediengeräte kommen auf verschiedenen Ebenen zum Einsatz, wodurch ein gegenseitiges Überholen möglich wird. Die Lastaufnahmemittel geraten beim Transport in Schwingung, die im Endzeitpunkt zu verhindern ist.
Zeitraum:
01.11.2001 - 31.12.2004 |
| Datenanalyse | |
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HYDAMO - Hybride datengetriebene und modellbasierte Simulation komplexer Strömungsprobleme in der Fahrzeugindustrie Die Interaktion eines Fahrzeugs mit komplexen Materialien wie Sand, Schlamm oder Schnee. Auf solchen Untergründen ist die Fahrzeugstabilität nicht immer gegeben: Kollisionen oder ein Überschlagen des Fahrzeugs sind unter Umständen unvermeidlich. Das Teilprojekt „Parameteridentifikation komplexer nichtlinearer Abhängigkeiten“ der AG Technomathematik hat zum Ziel die hochdimensionalen Parameter in einem generischen Modell durch Deep Learning Ansätze auf ihre inhärent nichtlineare, aber niedrigdimensionale Struktur zu reduzieren und für die nachfolgende numerische Simulation zu identifizieren. Der Fokus liegt hier neben den Ansätzen zum Maschinellen Lernen (ML) auf der Stabilitätsanalyse.
Zeitraum:
01.04.2020 - 31.03.2023 |
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AGENS - Analytisch-generative Netzwerke zur Systemidentifikation Die Prognose des Energiebedarfs von individuellen Akteuren anhand von Zeitreihen kennzeichnet sich durch eine gewaltige Datenlage aufgrund der Vielzahl von Energiekonsumenten aus. Das Ziel von AGENS liegt in der Entwicklung von flexiblen Modellen basierend auf Neuronalen Netzen (NN), die in der Lage sind, die Gesamtkomplexität anhand von großen Datenmengen zu modellieren. Um eine robuste Prognose pro Akteur zu ermöglichen, ist eine Verbesserung der Datenqualität für jeden individuellen Konsumenten nötig. Hauptgegenstand dieses Teilvorhabens liegt in der Entwicklung sowie Analyse dynamischer Neuronaler Netze mit Fokus auf die Energieprognose.
Zeitraum:
01.04.2020 - 31.03.2023 |
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Verfahrweg-Optimierung von Spotting-Prozessen Für ein Dispensiersystem zur präzise Positionierung kleinster Flüssigkeitsmengen auf wechselnden oder einer veränderlichen Anzahl der Endpositionen soll der schnellstmögliche Spotting-Prozess unter Berücksichtigung von gegebenen Rahmenbedingungen gefunden werden.
Zeitraum:
01.11.2010 - 31.10.2011 |
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Entwicklung statistischer Methoden zur Anwendung auf Körperschalldaten von geschleppten Verbrennungsmotoren Das Schwingungsverhalten von Verbrennungsmotoren kann sich bei Defekten ändern. Durch die Entwicklung einer Auswerteeinheit zur Beurteilung von Körperschallmessungen von Verbrennungsmotoren soll über eine reine Klassifikation nach funktionsfähig/defekt hinaus auch eine Zuordnung zu bestimmten Defektklassen ermöglicht werden.
Zeitraum:
01.09.2008 - 31.05.2009 |
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DFG-SPP 1114: Optimale Steuerung degenerierter parabolischer partieller Differentialgleichungen in der medizinischen Bildverarbeitung Die mathematische Aufgabe dieses Projekts besteht darin, degenerierte Diffusionsgleichungen optimal zu steuern, wobei die Steuerung auf die Diffusionskoeffzienten wirkt. Solche Art von Problemen treten in der Medizinischen Bildverarbeitung auf, z.B. bei der Optimierung der Präsentation von Mammographie-Daten.
Zeitraum:
01.01.2005 - 30.09.2007 |
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Signalanalyse mit prozessgenerierten Wavelets für die Zustandsüberwachung von Profilschienenführungen Ziel dieses Projekts der Doktorandengruppe Scientific Computing in Engineering ist die Entwicklung und Erprobung echtzeitfähiger Multiskalen-Verfahren für die Zustandsüberwachung von Profilschienenführungen von Werkzeugmaschinen. Auf Grundlage von Messdaten werden mithilfe der Wavelet-Analysis strukturangepasste Verfahren entwickelt und implementiert.
Zeitraum:
01.10.2004 - 30.09.2007 |
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Analyse von Uterus-Kontraktionen und Rekonstruktion fetaler Gehirnaktivitäten An der University of Arkansas for Medical Sciences wird ein Gerät zur Messung von Uterus-Aktivitäten bei schwangeren Frauen entwickelt. Das ZeTeM steuert dafür Wavelet-Verfahren bei, die ein Maximum an Informationen aus den aufgenommenen Daten extrahieren.
Zeitraum:
01.04.2004 - 31.03.2006 |
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BEAM – Business Engineered Applied Mathematics Das MasterCard Department BEAM (Business Engineered Applied Mathematics) nutzt aktuelle mathematischen Techniken, um Wirtschaftsdaten für Kreditinstitute zu analysieren und die weitere Entwicklung dieser Kennzahlen zu prognostizieren. Typische Beispiele sind die Anzahl der Transaktionen eines bestimmen Karten-Typs in einer spezifizierten Region oder die Anzahl der eingehenden Anrufe in einem Call Center. Mit den neuen Methoden der Datenanalyse wird eine Qualität an Planungssicherheit erreicht, die mit konventionellen Verfahren bislang nicht möglich war.
Zeitraum:
seit 01.01.2004 |
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Schnelle Berechnung von Ersatzelementen bei großen Messpunktmengen Gemeinsam mit dem Industriepartner Mahr GmbH werden Methoden zur schnellen und präzisen Berechnung von zwei- und dreidimensionalen Werkstückgeometrien, z.B. Bohrlöcher, aus großen Messpunktmengen entwickelt. Damit kann die Qualität der Werkstücke während des Produktionsprozesses kontrolliert werden.
Zeitraum:
01.08.2001 - 30.04.2002 |
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Verbesserte Signalverarbeitung bei der Auswertung von Massenspektroskopiedaten Bei der Bestimmung der Verhältnisse von Isotopen in Gasgemischen fallen Zeitreihen an, die an mehreren Stellen Peaks enthalten. Die gesuchte Information erhält man, indem man das Verhältnis der Flächen der zueinander gehörenden Peaks bestimmt. In diesem Projekt werden Signalverarbeitungsmethoden entwickelt, die eine deutlich bessere Auswertung der durch Messrauschen verunreinigten Daten ermöglichen.
Zeitraum:
01.10.2000 - 31.12.2004 |
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BMBF - Entwicklung und Erforschung der Zeichenerkennung für alte Schriften und Formulare Bei der Digitalisierung von seltenen und wertvollen Schriften des 16. bis 19. Jahrhunderts versagt die Standard-Software zur Schrifterkennung. In diesem Projekt wurde deshalb ein Programmpaket zur automatischen Volltexterfassung entwickelt, mit dem Frakturtexte digitalisiert werden können.
Zeitraum:
01.04.1999 - 30.09.2002 |
| Geo- und Umweltwissenschaften | |
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Inverse Bestimmung von Treibhausgasquellen Um die Folgen des Klimawandels mit Hilfe von Modellrechnungen abschätzen zu können, ist unter anderem die Bestimmung von Quellen und Senken der Treibhausgase notwendig. Die Tikhonov-Regularisierung mit Sparsity-Strafterm und Positivitätsnebenbedingungen ermöglicht ein genaueres Bestimmen der Quellen als klassische Ansätze und ist sensitiver gegenüber hinreichend großen Emissionen.
Zeitraum:
seit 01.03.2014 |
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Verfahren zur Optimierten Biomethan-Erzeugung, Aufbereitung und –Nutzung
Zeitraum:
01.05.2007 - 31.03.2010 |
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Störfeste Analyseverfahren für SODAR SODARs werden zum Beispiel zur Messung der Ausbreitung von Industrieausstößen oder zur Vorhersage des Ertrages von Windkraftanlagen eingesetzt. In diesem Projekt werden Algorithmen zur Auswertung entwickelt die Robust gegenüber verschiedenen Rauscheinflüssen sind.
Zeitraum:
01.10.2006 - 30.09.2008 |
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Mathematische Modelle zur Realisierung repräsentativer Bauschuttprobennahmen und ihre Überprüfung in der Praxis Die Wiederverwertung von Bauabfällen geschieht nur nach vorhergehender Beurteilung der Qualität anhand von Stichproben. Mithilfe mathematischer Modellierung werden Probennahmeverfahren entwickelt, die garantieren, dass die Stichproben-Ergebnisse von den tatsächlichen Werten nur innerhalb vorgegebener Vertrauensgrenzen abweichen können.
Zeitraum:
01.02.2005 - 31.01.2006 |
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Datenassimilation für hochdimensionale Probleme in der Klima- und Ozeanmodellierung In diesem deutsch-englischen Projekt werden neue Ansätze der Ordnungsreduktion für die Datenassimilation bei sehr hochdimensionalen Systemen aus der Klima- und Ozeanmodellierung entwickelt und mathematisch analysiert.
Zeitraum:
01.04.2004 - 31.03.2017 |
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Automatische Gittererzeugung für die Ozean-Modellierung Für das Finite Element Ocean Model, das am AWI Bremerhaven zur Untersuchung großskaliger Ozeanzirkulationen über lange Zeiträume eingesetzt wird, wird ein Gittergenerator entwickelt, der automatisch semi-strukturierte Gitter erzeugen kann, die auch komplexe Küstengeometrien und Meeresbodentopographien berücksichtigen.
Zeitraum:
01.03.2004 - 16.07.2020 |
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Wavelet-Cluster-Verfahren für die Analyse von Proteinspektren Die Firma Bruker Daltonik stellt Massenspektrographen für pharmazeutische, biologische und chemische Anwedungen her. Unter anderem sollen hier Methoden zur Krebsfrüherkennung anhand von Proteinanalysen mittels Massenspektroskopie entwickelt werden. Am Zentrum für Technomathematik werden geeignete Methoden zur Vorverarbeitung der verrauschten Spektroskopiedaten entwickelt.
Zeitraum:
seit 01.05.2003 |
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EU-MEPROS: Ein waveletbasiertes Meteorologisches Profiling System Eine genaue Wind-Messung ist eine wichtige Grundlage für die Wettervorhersage. Das Ziel von MEPROS ist die Entwicklung eines meteorologischen Systems, welches eine ständige Überwachung des dreidimensionalen Wind-Profiles ermöglicht. Dazu werden werden neue Routinen aus der Signalverarbeitung benötigt, welche eine zuverlässige Rekonstruktion des Wind-Profils bieten.
Zeitraum:
01.02.2001 - 31.12.2004 |
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Parallele stochastische Filteralgorithmen zur Datenassimilation globaler Ozeanströmungen Gemeinsam mit dem Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven werden stochastische Filteralgorithmen untersucht, die bei der Datenassimilation von hochdimensionalen, nichtlinearen numerischen Modellen aus der Ozeanographie eingesetzt werden. Das Ziel ist insbesondere die Entwicklung einer parallelen Filterumgebung.
Zeitraum:
01.01.2001 - 29.02.2004 |
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Software-Entwicklung zur Kompression von Klimadaten In diesem Projekt wurden Wavelet-Algorithmen entwickelt, die speziell für die Kompression von Klimadaten optimiert sind. Als Bilddaten lagen Simulationsergebnisse von Klimamodell-Rechnungen des Deutschen Klimarechenzentrums vor, die in vorgegebenen Genauigkeitsstufen den Nutzern des DKRZ-Datenpools zur Verfügung gestellt werden.
Zeitraum:
01.08.1999 - 31.03.2001 |
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Regularisierungsverfahren für die LIDAR-Gleichung Die Größenveteilung von Aerosolen in verschiedenen Schichten der Luft ist ein wichtiger Parameter für das Verständnis des Ozonabbaus. Ein Fernmessverfahren zur Bestimmung der Aerosolverteilung ist LIDAR (LIght Detection And Ranging). Die Aerosolverteilung wird auf Grund von zurückgestreuten Laser-Impulsen rekonstruiert.
Zeitraum:
01.07.1997 - 31.10.2004 |
| Elektrotechnik und Mikroelektronik | |
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Modellierung und Simulation von mikrofluidischen Systemen Mikrofluidische Systeme werden zunehmend in Bio- und Medizintechnik eingesetzt, ihre Modellierung erfolgt bisher aber vor allem heuristisch. Gegenstand dieses Projekts der Doktorandengruppe Scientific Computing in Engineering ist deshalb die Verbesserung der physikalischen und mathematischen Modelle sowie die Entwicklung effizienter Methoden zu ihrer numerischen Simulation.
Zeitraum:
13.10.2008 - 31.08.2012 |
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Ordnungsreduktion zur Modellbildung von Dämpfungseffekten in der Mikromechanik Bei mikromechanischen Systemen, die fluidische oder gasförmige Komponenten enthalten, treten Dämpfungseffekte auf. In diesem Forschungsprojekt werden geeignete Modellreduktionsmethoden entwickelt, analysiert und implementiert, um die ursprünglichen, hochdimensionalen Systeme durch deutlich kleinere Modelle approximieren zu können.
Zeitraum:
01.10.2003 - 30.09.2007 |
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Vorkonditionierung für schnelle Löser zur Berechnung elektromagnetischer Felder Zur Berechnung des elektrischen Felds um Flugzeuge oder Satelliten wird die Feldintegralgleichung diskretisiert. Die resultierenden Gleichungssysteme sind hochdimensional aber dichtbesetzt, so dass zu ihrer Lösung spezielle iterative Löser und Vorkonditionierungsmethoden entwickelt werden müssen.
Zeitraum:
01.06.2000 - 28.02.2006 |
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Simulation eingeschwungener und autonomer Systeme in Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik Durch Entwicklung einer Einbettungsmethode und darauf aufbauender numerischer Verfahren können elektronische Schaltungen mit stark oszillierenden Anteilen unterschiedlicher Frequenzen, z.B. RF-Schaltungen oder Mischer, effizient simuliert werden.
Zeitraum:
01.10.1998 - 31.07.2002 |
| Materialwissenschaften | |
|---|---|
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MUSA - Charakterisierung und Modellierung der Mehrfachumwandlungen in Werkzeugstählen bei additiven Verfahren
Zeitraum:
01.02.2017 - 31.07.2019 |
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SFB 1232: Farbige Zustände - TP P02: Heuristische, statistische und analytische Versuchsplanung Dieses Teilprojekt bearbeitet die Aufgabe, für ein vorgegebenes Anforderungsprofil von Werkstoffeigenschaften geeignete Prozessparameter zu identifizieren. Das Projekt entwickelt hierzu Algorithmen zur Erzeugung der Versuchspläne für die Hochdurchsatzprüfung.
Zeitraum:
01.07.2016 - 30.06.2020 |
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Toleranzbasierte Regularisierungstheorie für inverse Probleme Die AG Technomathematik beschäftigt sich mit dem Bilden einer fundierten mathematischen Grundlage für Toleranzen im Diskrepanzterm von Tikhonov-Funktionalen für nichtlineare inverse Probleme. Unsere Forschung liefert dadurch einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung neuer Methoden, die schneller und präziser Mikrobauteile durch Kaltumformung erzeugen.
Zeitraum:
seit 01.06.2015 |
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SFB 747: Mikrokaltumformen - TP T4: Prädiktive Kompensationsmaßnahmen zu Vermeidung von Gestaltabweichungen mikrogefräster Dentalprodukte Im Rahmen des SFB 747 wurde mit der Firma BEGO Medical GmbH (Fertigungsdienstleister für Dentalprodukte) ein eigenständiges Transferprojekt realisiert. Das Ziel, für die Formgenauigkeit in dem kritischen Bereich des Zahnstumpfes und des Zahnersatzes 10 Mikrometer zu erreichen, entspricht einer Halbierung der üblichen Werte und stellt ein Alleinstellungsmerkmal in der Fertigung von Zahnersatz dar.
Zeitraum:
01.01.2015 - 30.06.2017 |
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Mehr-Mechanismen-Modelle: Theorie und ihre Anwendung auf einige Phänomene im Materialverhalten von Stahl Ein großes Problem bei der Modellierung von komplexen Materialverhalten ist, dass die Materialgesetze kompliziert werden können, wenn mehrere inelastische Effekte als „ein Mechanismus“ behandelt werden. Eine mögliche Alternative stellen die sogenannten Zwei- (oder allgemeiner Mehr-) Mechanismen-Modelle dar. Bei der Formulierung der Theorie sowie der Numerik ergeben sich interessante, noch offene Fragen.
Zeitraum:
01.01.2010 - 31.12.2012 |
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Mikrokaltumformen - Teilprojekt B2: Verteilungsbasierte Simulation Ziel dieses Teilprojekts ist die Herleitung, Implementierung und Erprobung einer neuen und universellen Methode zur Modellierung von mechanischen Gesetzen mit Parametern, welche einer (örtlichen) Verteilung unterliegen, und ihre direkte Berücksichtigung in der Simulation von Mikro-Umformprozessen bei Halbzeugen und Bauteilen.
Zeitraum:
02.01.2007 - 31.12.2014 |
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SFB 747: Mikrokaltumformen - TP C2 ''Oberflächenoptimierung'' Das Ziel des SFB 747 ist es, die notwendigen Prozesse und Methoden für die umformtechnische Herstellung von Mikrokomponenten bereitzustellen. Seit 2007 ist die AG Maaß mit dem Teilprojekt C2 "Oberflächenoptimierung" in dieses Konzept integriert, um die wissenschaftlichen Ergebnisse der Ingenieure mit mathematischen Methoden zu unterstützen.
Zeitraum:
01.01.2007 - 31.12.2018 |
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Mechanik von komplexen Verbundkeramiken Biogene keramische Verbundwerkstoffe, bei denen Biopolymere in eine Keramik-Matrix eingebettet sind, erzielen - bei ressourcenschonender Herstellung unter physiologischen Bedingungen - eine Qualität der mechanischen Eigenschaften, die denen der Ausgangsprodukte weit überlegen ist. Die Natur ist in diesem Bereich wesentlich vielseitiger und findet integrale, multifunktionale Werkstofflösungen, die bei heutigen technischen Werkstoffen noch nicht realisierbar sind (z.B. Perlmutt, Knochen).
Zeitraum:
01.10.2005 - 30.11.2006 |
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Modellierung und Simulation thermochemischer Wärmebehandlungsverfahren Thermochemische Verfahren wie das Nitrieren/Nitrocarburieren werden in der Stahlproduktion eingesetzt. In diesem Projekt werden insbesondere die chemischen Veränderungen in den Randschichten der Werkstücke mathematisch modelliert und experimentell wie numerisch untersucht.
Zeitraum:
01.01.2005 - 30.06.2008 |
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Selbstoptimierende Simulation lasergeschweißter Verbindungen unter Zugabe von Zusatzwerkstoff In diesem Projekt der Doktorandengruppe Scientific Computing in Engineering wird das Laserschweißen von Aluminiumlegierungen mathematisch modelliert und es werden adaptive Finite-Elemente-Methoden zur Simulation und Optimierung des Laserschweißens entwickelt.
Zeitraum:
01.10.2004 - 30.06.2008 |
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Identifikation von Druckverhältnissen beim Mikrotiefziehen Mit Tiefziehen bezeichnet man das Zugdruckumformen von Blechen zu einem Hohlkörper oder die Formung eines Hohlkörpers mit kleinerem Umfang aus einem Hohlkörper größeren Umfangs. Ein niedergehender Ziehstempel drückt das Blech in die Ziehmatrize und formt es damit zu dem gewünschten Werkstück. Ziel der Kooperation ist die Identifikation nicht messbarer Druckverhältnisse zwischen Blech und Hohlkörper zur mathematischen Modellierung des Mikrotiefziehens.
Zeitraum:
01.04.2004 - 31.07.2007 |
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Optimierung thermo-mechanischer Vorgänge beim Laserstrahlschweißen Mithilfe von mathematischen Optimierungsmethoden können geeignete Zusatzwerkstoffe, die auf die metallurgischen Eigenschaften einwirken, so ausgewählt werden, dass die Heißrissbildung beim Laserschweißen minimiert wird.
Zeitraum:
01.01.2003 - 31.03.2004 |
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Zu den theoretischen Grundlagen der Thermoplastizität mit Phasenumwandlungen Für die mathematische Modellierung von Stahlabkühlungsprozessen und anderen Thermoplastizitätsproblemen mit Phasenübergängen sollen verschiedene theoretische Absätze vereint werden. Das Ziel sind realistische alternative Modelle insbesondere für Probleme mit großen Deformationen.
Zeitraum:
01.07.2002 - 30.06.2003 |
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Effektive Gleichungen und Stoffgrößen in thermomechanischen Theorien mit Phasenumwandlung Ausgehend von mikroskopischen Modellierungen der Phasenwechselwirkungen, z.B.in Stahl, können Gleichungen einschließlich ihrer Koeffizienten auf einer maskropischen Ebene hergeleitet werden. Solche Homogenisierungsmethoden werden in diesem Projekt analysiert und auf Fertigungsprozesse in der Stahlverarbeitung angewendet.
Zeitraum:
01.01.2002 - 31.07.2002 |
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Moving-Boundary-Modellierung der Karbonatisierung von Beton Betonbauteile werden durch aus der Umgebung eindringendes Kohlendioxid und Feuchte erheblich beschädigt. Dieser Prozess mit physiko-chemischen und Transport-Vorgägen wird mathematisch via Moving-Boundary-Modellen beschrieben, um das Schädigungsverhalten qualitativ und quantitativ vorhersagen zu können.
Zeitraum:
01.07.2001 - 30.06.2006 |
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Modellierung und Simulation zum verzugsrelevanten Materialverhalten von Stahl Im Teilprojekt C3 des Sonderforschungsbereichs Distortion Engineering werden mathematische Modelle für das Materialverhalten von Stahlwerkstücken entwickelt. Insbesondere werden die Wechselwirkungen von Temperatur, mechanischem Verhalten und Phasenumwandlungen modelliert und durch effiziente numerische Verfahren simuliert.
Zeitraum:
01.01.2000 - 31.12.2011 |
| Qualitätskontrolle | |
|---|---|
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Parameteridentifikation bei der Überwachung von Stahlessen Modelliert man die Wärmeverteilung im Mauerwerk von Schornsteinen an Hochöfen, dann ist ein nichtlineares, inverses Problem zu lösen, um von Messwerten am Äußeren des Schornsteins auf die Temperaturen am inneren Rand des Mauerwerks schließen zu können.
Zeitraum:
seit 01.01.2003 |
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Waveletbasierte Bestimmung der Porösität von Faserverbundwerkstoffen Zur Qualitätskontrolle von Faserverbundwerkstoffen werden Ultraschallmessungen durchgeführt. In einer Studie für die Flugzeugkonstrukzteure von EADS wurden Wavelet-Methoden für die automatische Auswertung der entstehenden Messdaten getestet.
Zeitraum:
01.08.2000 - 31.12.2000 |
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Modellierung von Instabilitäten in mehrstufigen Axialverdichtern Gemeinsam mit Ingenieuren von Rolls-Royce wurde ein mathematisches Modell entwickelt, mit dem die Strömungen durch ein Flugzeugtriebwerk analysiert und mit Computer-Hilfe simuliert werden können. Damit können Steuerungsmechanismen eingesetzt werden, um unerwünschte Strömungsformen zu vermeiden.
Zeitraum:
01.02.1997 - 31.01.2001 |
| Prozess-Steuerung | |
|---|---|
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HERCULES-2 Ziel dieses internationalen Projektes ist die Weiterentwicklung leistungsstarker Schiffsmotoren hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Motoren sowie der Verringerung von Treibstoffverbrauch und Schadstoffemissionen.
Zeitraum:
01.05.2015 - 31.10.2018 |
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Erweiterung und Parameteroptimierung eines Abgastemperaturmodells
Zeitraum:
seit 01.07.2008 |
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DFG-SPP 1180: Mathematische Verfahren zur Präzisionswuchtung an Werkzeugmaschinen Hauptaufgabe dieses Projektes ist die Untersuchung von Unwuchteinflüssen auf ultrapräzise Drehprozesse sowie die Erstellung eines Wechselwirkungsmodells zwischen Motor-Spindel-Unwuchten und den während des Bearbeitungsprozesses auftretenden dynamischen Unwuchten. In der zweiten Projektphase steht nun das sogenannte inverse Problem im Vordergrund, das mithilfe von Tikhonov-Regularisierung mit Besov-Straftermen gelöst wird, sodass aus einer vorgegebenen Oberflächengüte die Unwucht lokalisiert werden kann.
Zeitraum:
01.01.2008 - 31.12.2011 |
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Dynamic Large-Scale Logistics Networks Stability, Robustness and Approximation of Dynamic Large-Scale Networks - Theory and Applications in Logistics Networks
Zeitraum:
01.01.2008 - 31.12.2010 |
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Schwingungsfreie Optimalsteuerung und Regelung von Hochregallagerbediensystemen in der Logistik
Zeitraum:
seit 01.10.2006 |
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Modelling and Analysis of Dynamics of Automatic Control The dynamic and structural complexity of logistical networks is making it increasingly difficult to provide all the information which a central planning and control instance requires to make decisions, and it therefore requires adaptive logistical processes which have an autonomous control capability. Autonomous control here means the decentralised coordination of autonomous logistical objects in a heterarchical organisational structure.
Zeitraum:
01.10.2004 - 30.09.2007 |
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Optimierung von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen Industrielle KWK-Anlagen dienen vor allem der Betriebskostenreduzierung: Ziel ist es, unter Einbeziehung aller technischen Möglichkeiten und den vielfältigen wirtschaftlichen Umfeldbedingungen, die KWK-Anlage bestmöglichst online zu optimieren. Dazu sind nichtlineare Optimierungsprobleme mit Gleichungs- und Ungleichungsnebenbedingungen zu lösen.
Zeitraum:
seit 01.06.2004 |
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Dynamics of Automatic Control Modellierung und Analyse der Dynamik selbststeuernder logistischer Prozesse
Zeitraum:
01.01.2004 - 31.12.2011 |
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Numerische Erfassung der Impedanz von Brennstoffzellenmembranen Um die Leistungsfähigkeit neuartiger Membranen in Brennstoffzellen zu testen, werden diese an einem Impedanzmessstand geprüft. Dafür werden neue, mathematische Auswertungsmethoden benötigt, die weniger kostspielig und zeitaufwändig als kommerzielle Software sind.
Zeitraum:
01.11.2003 - 31.10.2005 |
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Modellierung und Design von AIMD-gesteuerten Kommunikationsnetzwerken In diesem Projekt werden mathematische Modelle für die Dynamik konkurrierender TCP-Flüsse entwickelt und analysiert. Ziel ist eine verbesserte Auslastung von Netzwerken, in denen der Datentransfer mithilfe des Transfer Control Protocol (TCP) abgewickelt wird.
Zeitraum:
01.09.2003 - 31.08.2006 |
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Optimierte Geometrien bei der Strömung von viskosen und viskoelastischen Flüssigkeiten in geneigten offenen Kanälen Filmströmungen finden sich in einer Vielzahl von technischen Anwendungen, zB. Ölfilme im Automotor oder Beschichtungen mit Lacken. Trotz ihrer großen Bedeutung ist bis heute nicht geklärt, wie etwa die Geometrie eines Kanals beschaffen sein muss, damit man eine maximale Strömungsgeschwindigkeit oder wirbelfreie Strömung erreicht.
Zeitraum:
seit 01.04.2003 |
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Invariante Unterräume bei der Parameterschätzung mit Anwendungen in der Glasschmelze Durch mathematische Optimierung kann der Energie-Einsatz bei der Glasherstellung deutlich verringert werden. In diesem Projekt wurden insbesondere Methoden zur Identifikation der invarianten Unterräume der Parameterschätzungen, die nach einer Ersatzmodellierung durch gewöhnliche Differentialgleichungen auftreten, entwickelt.
Zeitraum:
01.03.2003 - 30.06.2004 |
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Adaptive Kompartimentmethoden zur Kopplung von CFD und Populationsbilanzen für die technische Chemie Zusammen mit der Computing in Technology GmbH werden Simulationswerkzeuge für die Kinetik von Polymer-Reaktionen entwickelt. Zentral ist dabei die Zerlegung des Reaktors in Teilbereiche, in denen die chemischen Komponenten als konstant angenommen werden. Die Kinetiken dieser Teilgebiete müssen dann geeignet gekoppelt werden.
Zeitraum:
01.07.2002 - 31.12.2003 |
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Mathematische Grundlagen für das Recycling von Polyvinylbutyral aus Sicherheitsverbundglas Ziel des Projektes ist die Optimierung der Reinigung von geschreddertem Verbundglas durch eine Waschflüssigkeit. Mithilfe numerischer Lösungen der modellierenden Differentialgleichungssysteme können die optimalen Prozessparameter bestimmt werden.
Zeitraum:
01.01.2001 - 31.12.2001 |
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Simulation und Optimierung der Flüssigphasenepitaxie bei der Herstellung von Infrarotdetektoren Entscheidenden Einfluss auf das Kristallwachstum bei der Herstellung von Infrarotdetektoren haben die Temperatur- und die Konzentrationsverteilung von Quecksilber, Cadmium und Tellur im Epitaxietiegel, sowie die Konvektion in der flüssigen Phase. Ziel des Projekts war es, durch numerische Simulationen Züchtungsbedingungen zu bestimmen, die ein homogeneres Wachstum der Detektorschicht ermöglichen.
Zeitraum:
01.10.2000 - 31.12.2003 |
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Mathematische Methoden der digitalen Bildverarbeitung zur Texterkennung – Gate Automation Project Bremerhaven In diesem Kooperationsprojekt wurde ein komplettes System zur automatisierten Container-Abfertigung konzipiert und im Container-Terminal Bremerhaven installiert. Am ZeTeM wurden dazu mathematische Methoden der digitalen Bildverarbeitung für die automatische Erkennung der Container-Kennzeichnungen bei fahrendem LKW entwickelt.
Zeitraum:
01.10.1999 - 31.12.2001 |
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NICONET – Numerics in Control Network 17 Universitäten, Forschungsinstitute und Unternehmen aus sieben europäischen Ländern haben sich zusammengeschlossen, um numerisch robuste Algorithmen für Probleme aus der Steuerungs- und Regelungstechnik zu entwickeln. Diese Algorithmen stehen als Software-Bibliothek SLICOT für Anwendungen zur Verfügung.
Zeitraum:
01.01.1998 - 30.06.2002 |
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Optimale Fertigungssplanung in der Mikrosystemtechnik Für die Produktion von mikrosystemtechnischen Bauelementen müssen Siliziumplatten als Ausgangsmaterial, so genannte Wafer, eine große Anzahl von Bearbeitungsschritten an verschiedenen Fertigungsstationen durchlaufen. Großunternehmen können bei hohen herzustellenden Stückzahlen die Fertigungslinien so planen, dass Engstellen im Produktionsfluss von vornherein vermieden werden.
Zeitraum:
seit |
Forschungsprojekte
| Optimierung | |
|---|---|
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DiSCO2-Bremen: Datenbasierte und intelligente Simulation des Verkehrs zur CO2-Reduktion in Bremen Ziel des DiSCO2-Projekts ist es, einen digitalen Zwilling des Bremer Straßenverkehrs zu entwickeln, mit dem sich der Verkehrsfluss vorhersagen und durch intelligentes Schalten von Lichtsignalanlagen verbessern lässt, um den CO2-Ausstoß zu reduzieren. Dabei kommen Methoden aus den Bereichen Big Data und Maschinelles Lernen zum Einsatz.
Zeitraum:
01.07.2020 - 31.12.2022 |
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Training Data Driven Experts in Optimization Das Hauptziel von TraDE-OPT is die Herleitung und Analyse von effizienten Optimierungsalgorithmen für die Lösung von datengetriebenen Problemen mit einem breiten Anwendungsfeld wie z.B. in Sozial- oder Wirtschaftswissenschaften oder dem Gesundheitswesen. Mittlerweise weden Daten durch zahlreiche verschiedene Sensoren in der Industrie, in Fahrzeugen, Scannern, im Internet oder durch Mobilgeräte produziert und die Produktion von Daten ist geradezu explodiert. Eine der neuen Herausforderungen ist es, aus diesen Daten interpretierbare und nützliche Information zu extrahieren. Ein zentrales Werkzeug dazu ist (speziell konvexe) Optimierung. Projektwebseite
Zeitraum:
01.06.2020 - 01.12.2024 |
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TOPA³S - Transferzentrum für Optimierte, Assistierte, hoch-Automatisierte und Autonome Systeme Aufbau eines Transferzentrum für Optimierte, Assistierte, hoch-Automatisierte und Autonome Systeme.
Zeitraum:
01.06.2019 - 30.06.2021 |
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GALILEOnautic 2 Ziel dieses Projektes ist die Weiterentwicklung des in dem Vorläuferprojekt GALILEOnautic entwickelten Systems für automatisiertes Navigieren und optimiertes Manövrieren von vernetzten, kooperierenden Schiffen.
Zeitraum:
01.10.2018 - 30.09.2021 |
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AO-Car – Autonome, optimale Fahrzeugnavigation und -steuerung im Fahrzeug-Fahrgast-Nahbereich für den städtischen Bereich Ziel des Forschungsprojektes AO-Car ist die Entwicklung autonomer und sicherer Fahrmanöver für (Elektro-)Autos im Stadtverkehr. Dabei sollen unterschiedliche Manöver, die besonders im fahrgastspezifischen Assistenzbereich relevant sind, modelliert und auf einem realen Fahrzeug bestmöglich umgesetzt und getestet werden.
Zeitraum:
01.09.2016 - 31.03.2018 |
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GALILEOnautic
Zeitraum:
01.07.2016 - 30.06.2018 |
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WUPS: Enhancement of WORHP Using Parametric Sensitivity Analysis with Respect to Hessian Regularisation and Constraint Relaxation
Zeitraum:
01.11.2015 - 31.12.2015 |
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PIA-Parameter Identification Automotive
Zeitraum:
seit 01.01.2015 |
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EWOCS: Extension of WORHP to multi- and many-core Architectures
Zeitraum:
01.11.2014 - 31.01.2015 |
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Echtzeittrajektorienberechnung für automatische Ausweichmanöver
Zeitraum:
01.10.2014 - 31.01.2016 |
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Blindleistungsregelung in Smart-Grids Ziel dieses Projektes ist es, Überlastungssituationen in Verteilnetzen in Zukunft durch eine automatisierte Regelung des Lastflusses verhindern zu können. Hierzu ist zunächst ein physikalisches Modell zur Beschreibung des Stromnetzes erforderlich. Anhand des Modells wird mit Hilfe der Optimierungssoftware WORHP eine Optimierung des Lastflusses unter Einhaltung der physikalischen Gesetze durchgeführt.
Zeitraum:
seit 01.07.2014 |
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Dynamische Identifikation temperaturbedingter Effekte der Hochdruck-Einspritzung
Zeitraum:
01.04.2014 - 31.12.2014 |
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Sensitivitätsanalyse und Numerische Methoden bei großskalierten Systemen
Zeitraum:
seit 01.03.2011 |
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Optimierung von Satellitenüberdeckungen unter Berücksichtigung des ellipsoiden Erdmodells Bevor ein bestimmtes Gebiet auf der Erde mit orbitaler Sensorik beobachtet werden kann, müssen verschiedene Parameter, wie beispielsweise die Bahnelemente der Satellitenbahnen oder die Ein- und Ausschaltzeitpunkte der Sensoren, geeignet gewählt werden. Hierbei sollen diese Variablen unter Einhaltung verschiedener Restriktionen so gewählt werden, dass das von den Satelliten überstrichene Gebiet möglichst groß wird. Diese Optimierung lässt sich mit Verfahren aus der sequentiellen quadratischen Programmierung (SQP-Verfahren) durchführen.
Zeitraum:
seit 01.04.2010 |
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Optimierung von Dieselmotoren durch Kennfeldidentifikation
Zeitraum:
01.07.2008 - 31.12.2014 |
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Ein B.-Step Korrekturverfahren zur numerischen Lösung nichtlineare Optmierungsprobleme
Zeitraum:
seit 01.10.2007 |
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Effiziente Ableitungsberechnung über Graph Colouring
Zeitraum:
seit 01.09.2007 |
| Bild- und Signalverarbeitung | |
|---|---|
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Mathematische Visualisierung In der mathematischen Visualisierung werden Numerik, Geometrie und Computergrafik vereint. Die Herausforderung ist, Daten in Geometrien zu überführen und ihnen eine Bedeutung zu geben. Dazu werden die Daten in ein visuelles System überführt, in dem Interpretationen, Analysen und Manipulationen ermöglicht werden.
Zeitraum:
01.01.2016 - 30.06.2017 |
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BMBF-HYPERMATH: Hyperspektrale Bildgebung: Mathematische Methoden für Innovationen in Medizin und Industrie Im Projekt HYPERMATH wurden daten-adaptierte und anwendungsspezifische Ansatzfunktionen für eine effiziente Datenauswertung und Approximationen bestimmt. Zudem wurden inhärente Lokalisierungsprobleme der zugrunde liegenden Messverfahren mathematisch erfasst und analysiert. Die darauf aufbauenden Verfahren berücksichtigen Multi-Skalen-Strukturen, um Datensätze mit einer Billio und mehr Werten effizient bearbeiten zu können.
Zeitraum:
01.07.2013 - 30.10.2016 |
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EU-SceneNet: Mobile Crowd Sourcing Video Scene Reconstruction Das Zusamenführen verschiedener audio-visueller Aufnahmen in eine Videosequenz von höchster Qualität, in der dann ein Event aus verschiedensten Blickwinkeln betrachtet werden kann, war Ziel dieses Projektes. Die AG Technomathematik entwickelte für dieses Projekt neuartige Präprozessierungsmethoden für die Daten auf den verwendeten Servern inklusive räumlicher Kalibrierung und Registrierung sowie Synchronisation (zeitlich, audio).
Zeitraum:
01.02.2013 - 31.01.2016 |
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MALDI Imaging Lab – Ein interdisziplinäres Gerätezentrum zur Akquise und Analyse von Daten der bildgebenden Massenspektrometrie Das MALDI Imaging Lab, kurz MIL, ist ein Gerätezentrum und eine Forschungseinrichtung, die sich auf die Akquise von bildgebenden massenspektrometrischen Daten spezialisiert hat. Sowohl uni-interne als auch externe Interessenten können ihre Proben im Gerätezentrum vermessen lassen. Das Serviceangebot umfasst Probenpräparation, Messung, eventuelle Nachbehandlungen wie z.B. Färbungen und Mikroskopie, sowie die computergestützte Auswertung der Daten.
Zeitraum:
seit 01.07.2011 |
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EU-UNLocX: Uncertainty principles versus localization properties, function systems for efficient coding schemes Eine neue Generation von Signalverarbeitungs-Algorithmen soll erprobt werden, die - beispielsweise in der medizinischen Bildverarbeitung - die Bearbeitung von Problemen ermögliche, deren Komplexität bisher zu hoch war, und daneben eine noch effizientere Kompression und Datenübertragung ermöglichen.
Zeitraum:
01.09.2010 - 31.08.2013 |
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Räumlich dreidimensional aufgelöste Stoffwechsel-Analyse für die Medizin In diesem Projekt werden technische Prozessketten erarbeitet, um ein 3D-bildgebendes Verfahren zu entwickeln. Dies wird ermöglichen, das Protein-Spektrum eines gesamten Organs oder einer gesamten krankheitsbedingten Läsion in seiner vollen Komplexität zu erfassen und zu analysieren. Dazu zählen die Verteilung und Metabolisierung von Wirkstoffen in den krankhaft veränderten Geweben (z.B. Tumoren) und das damit unmittelbar zusammenhängende Therapieansprechen.
Zeitraum:
01.07.2010 - 30.06.2012 |
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Ermittlung des unbekannten Ethanolgehalts einer Kraftstoff-Ethanolmischung Die Entwicklung mathematischer Verfahren, die anhand der gemessenen Impedanzwerte und einer zugehörigen Medientemperatur die Ethanolkonzentration eines Kraftstoff-Ethanol-Gemischs bestimmen, liegen im Fokus dieses Projektes. Mit Rücksicht auf die spätere Hardware im tatsächlichen Einsatz wurde besonderer Wert auf die numerische Einfachheit und Robustheit der Verfahren gelegt.
Zeitraum:
01.01.2009 - 30.04.2009 |
| Optimale Steuerung und Regelung | |
|---|---|
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Safety Control Center: Safety Control Center für ein Galileo gestütztes Verkehrsszenario für autonome Shuttle Busse Das Vorhaben „Safety Control Center“ ist ein gemeinsames Projekt von Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft zu autonom fahrenden Shuttlebussen in Bremen. Das Ziel ist es einen autonom fahrenden Bus mit einem Leitstand zu verbinden und den Fahrzeugzustand zu überwachen.
Zeitraum:
02.01.2023 - 30.04.2025 |
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FAST-CAST 2 - KI-basierte Auswertung von Erdbeobachtungsdaten und Wettermodellprognosen zur Erzeugung optimaler Schiffsrouten am Beispiel der Polargebiete Das Projekt „FAST-CAST 2“ hilft dabei, aus satellitenbasierter Erdbeobachtung und Wettervorhersage optimierte Schiffsrouten durch eisbedeckte Gebiete vorzuschlagen.
Zeitraum:
01.11.2021 - 31.10.2024 |
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SmartFarm2 Übergeordnetes Ziel von SmartFarm2 besteht darin, die Potenziale der Eigenverbrauchsoptimierung anhand realer Objekte aufzuzeigen, um auch nach dem Auslaufen der garantierten EEG-Vergütung Anreize zu schaffen, EE-Anlagen neu einzusetzen oder weiter zu betreiben. Da für die Eigenverbrauchsoptimierung hochgradig automatisierte Systeme aus dem Bereich der KI entwickelt werden sollen, wird die Ausstattung eines Testfeldes mit 101 Realdemonstratoren mit Hardware angestrebt, damit zum einen datengetriebene Modelle anhand der aufgezeichneten Informationen erstellt werden können und zum anderen der Automatisierungsgrad anhand realer Anwendungen unmittelbar validiert werden kann.
Zeitraum:
01.02.2021 - 31.08.2024 |
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NeXaTauto - Ganzheitliche Konzeption, feldbasierte Praxiserprobung und Validierung autonomer Arbeitsprozesse im Pflanzenbau Die Firma Kalverkamp entwickelt mit Unterstützung der Arbeitsgruppe für Optimierung und Optimale Steuerung des Zentrums für Technomathematik und der Fachhochschule Osnabrück das neuartige, elektrisch angetriebene, multifunktionale landwirtschaftliche Fahrzeug NeXaT für die Autonome Landwirtschaft und die Beseitigung ökologischer und ökonomischer Schwachstellen heutiger Traktorkombinationen.
Zeitraum:
01.09.2020 - 31.12.2024 |
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HVDC-MMC_mit_MPC: Ein neues Verfahren für die Reduktion der Verlustleistung von MMC-Höchstspannungs-Umrichtern mittels MPC Ziel des Projekts ist, durch die Verwendung von optimalen Regelungsalgorithmen in Höchstspannungsumrichtern den Wirkungsgrad von Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsstrecken zu verbessern. Im Zentrum des Forschungsprojekts steht die Entwicklung, Implementierung und Erprobung einer leistungs- und echtzeitfähigen modellprädiktiven Regelung (MPC) zur Regelung eines modularen Höchstspannungs-Wechselrichters (HVDC-MMC).
Zeitraum:
01.07.2020 - 30.06.2023 |
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Int2Grids - Integration von intelligenten Quartiersnetzen in Verbundnetze Gegenstand des Verbundprojektes ist die Integration von Quartiersnetzen in die übergeordneten Netzführungen und die Untersuchung ihres potentiellen Beitrags zur Erbringung von Netz- und Systemdienstleistungen. Unter einem Quartiersnetz wird hierbei eine lokale Gruppierung von Erzeugern und Lasten verstanden, welche die Möglichkeit und das Bestreben einer lokalen eigenbedarfsorientierten Optimierung besitzt, wie es zum Beispiel bei Smart-City-Quartieren oder geschlossenen Verteilernetzen der Fall sein kann.
Zeitraum:
01.05.2020 - 31.12.2023 |
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MAP-BORealis - Assistierte Schiffsführung im Meereis auf Arktischen Passagen durch Berechnung Optimaler Routen Mittels Satellitenbasierter Fernerkundungsdaten MAP-BORealis beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Routenoptimierung für Schiffe in eisbedeckten Gewässern der Arktis.
Zeitraum:
01.07.2019 - 30.06.2021 |
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OPA³L - Optimal Assistierte, hoch Automatisierte, Autonome und kooperative Fahrzeugnavigation und Lokalisation Ziel des Projektes ist es, wiederkehrende Fahrten in bekannten Gebieten zu automatisieren und insbesondere Lösungsansätze für kooperative Manöver in solchen Gebieten zu präsentieren. Hierzu arbeiten die Kooperationspartner an der Umsetzung in einem anwendungsnahen Testfeld.
Zeitraum:
01.03.2019 - 14.02.2023 |
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Modellprädiktive Regelung der Frischdampfmenge in Kraftwerken Im Rahmen des Projektes soll der Wirkungsgrad eines Braunkohlekraftwerks durch den Einsatz adaptiver Modellierung und modellprädiktiver Regelung verbessert werden.
Zeitraum:
01.07.2018 - 30.04.2021 |
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SmartFarm Übergeordnetes Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Werkzeugen, die es erlauben eine kostenoptimale Auslegung von Anlagenkomponenten für einen konkreten landwirtschaftlichen Betrieb zu empfehlen und den Eigenverbrauch, die Einspeisung und die Entnahme unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten für die nächsten Stunden und Tage zu optimieren. Ein weiterführendes Ziel ist die Entwicklung von Methoden zur betriebswissenschaftlichen Abbildung und Bewertung der Rahmenbedingungen für ein tragfähiges Geschäftsmodell.
Zeitraum:
01.01.2016 - 31.03.2019 |
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Adaptive Optimalsteuerung von Variationsungleichungen in der Mechanik Variationsungleichungen finden sich bei der Modellierung von vielen verschiedenen physikalischen Vorgängen in der Mechanik. Hier steht die optimale Steuerung solcher Modelle auf Basis von adaptiven Finite Elemente Methoden im Vordergrund
Zeitraum:
15.07.2012 - 30.06.2015 |
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Modellbasierte Optimale Mehrgrößenregelung von Diesel-Gassystemen
Zeitraum:
01.01.2011 - 31.12.2013 |
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Erweiterung des Riccati-Reglers auf adaptive modellbasierte Optimalregler
Zeitraum:
seit 01.06.2007 |
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Online-Optimierung in der Mehrsystemdynamik unter einer erweiterten Klasse von Nebenbedingungen
Zeitraum:
seit 01.10.2005 |
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Bilevel-Optimalsteuerungsprobleme Bilevel-Optimalsteuerungsprobleme stellen eine Erweiterung der klassischen Aufgabenstellung der Optimalen Steuerung dar. Zusätzlich zu den üblichen Beschränkungen für die Steuergrößen oder die Systemzustände werden hier jedoch weitere Beschränkungen gefordert, die selbst wieder als Optimalsteuerungsprobleme formuliert werden.
Zeitraum:
01.04.2004 - 30.04.2009 |
| Mathematische Materialwissenschaften | |
|---|---|
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Modellierung und Analysis periodischer Medien mit niederdimensionalen Strukturen In vielen chemischen, biologischen oder mechanischen Systemen geschehen Prozesse auf mehreren verschiedenen Skalen. Solche Vorgänge werden mit dem Verfahren der periodischen Homogenisierung analysiert. Der Schwerpunkt dieses Projekts liegt dabei in der Modellierung und der Herleitung effektiver Beschreibungen.
Zeitraum:
seit 01.11.2009 |
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Visualisierung von Mikrozerspanprozessen Forschungsgegenstand in diesem Projekt ist die geometrische Modellierung und 3D-Visualisierung der Oberflächentopographien für Mikro-Fräsprozesse und Mikro-Drehprozesse. Ein Bestandteil ist dabei die visuelle Oberflächeninspektion. Mit den Ingenieuren des LFM werden Qualitätsfunktionale entwickelt, die zur Parametrisierung der Modelle und zur tribologischen Optimierung verwendet werden.
Zeitraum:
seit 01.10.2009 |
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Randbedingungen an gekrümmten Grenzflächen zwischen einem porösen Medium und einem freien Fluid Das Problem, welcher Randbedingung eine viskose Flüssigkeit an der Oberfläche eines porösen Mediums genügt, ist (weiterhin) eine aktuelle Fragestellung in der Hydromechanik. In diesem Projekt werden bekannte Ergebnisse für ebene Grenzflächen auf gekrümmte erweitert.
Zeitraum:
seit 01.08.2008 |
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Anfangswert-Randwert-Aufgaben zur Beschreibung des Materialverhaltens von Stahl Stahl besitzt ein komplexes Materialverhalten. Aus diesem Grund müssen die klassischen Modelle der "Thermo-Elastizität mit Phasenumwandlungen" durch Hinzunahme der Umwandlungsplastizität, oft auch der klassischen Plastizität, erweitert werden.
Zeitraum:
seit 01.06.2007 |
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Mikro-Makro-Modellierung von Reaktions-Diffusions-Prozessen in Mehrphasen-Materialien Um die beobachtbaren Makro-Eigenschaften von Mehrphasen-Materialien zu beschreiben, muss die Mikro-Struktur einbezogen werden. In diesem Projekt werden aus Mikro-Modellen mittels mathematischer Mittelungstechniken (Homogenisierung) zweckmäßige Modelle gewonnen, die die wichtigen Prozesse gut beschreiben. Die hierbei u.a. entstehenden Zwei-Skalen-Modelle werden auch unabhängig untersucht.
Zeitraum:
seit 01.03.2004 |
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Mehrskalen-Modellierung von Phasenübergängen, Verzug und Verzugspotential Ziel des Teilprojekts C4 im SFB Distortion Engineering ist die Modellierung und Simulation von makroskopischen Effekten (wie Phasenumwandlungen, Eigenspannungen, Seigerungsverläufen) mit Hilfe von Vorgängen auf mikro- beziehungsweise mesoskopischen Skalen durch geeignete Verbindung von Modellen auf diesen Skalen und der Makro-Skala.
Zeitraum:
01.05.2003 - 30.06.2008 |
| Mathematische Datenanalyse | |
|---|---|
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Mathematik für maschinelle Lernmethoden für graph-basierte Daten mit integriertem Domänenwissen Ziel dieses Projektes ist es, tiefe neuronale Netze für Problemstellungen aus der Industrie weiter zu entwickeln und zu analysieren, die es erlauben, existierendes Domänenwissen in die Architektur der Netzwerke einzubauen. Durch solch einen hybriden Ansatz kann von den komplementären jeweiligen Stärken von „end-to-end“ Lernansätzen und „a priori Modellen/Regeln“ profitiert werden. Dieses Vorgehen verspricht substantiell effizientere Lösungen für viele Anwendungsfelder. Beispielsweise werden deutlich weniger Daten benötigt oder die Vorhersagen des ML-Modells sind konsistent zum vorhandenen Wissen.
Zeitraum:
01.04.2020 - 31.12.2023 |
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SmartDrive Smarte IoT-Anwendungen und Service-Geschäftsmodelle in der Antriebs- und Automatisierungstechnologie
Zeitraum:
01.11.2018 - 30.04.2020 |
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Parameteroptimierung für die High-Content-Analyse In diesem Projekt wird eine Methode entwickelt, die die Suche nach Wirkstoffen zur Entwicklung neuer Medikamente vereinfachen soll.
Zeitraum:
01.12.2005 - 30.09.2007 |
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HASSIP – Harmonic Analysis and Statistics for Signal and Image Processing HASSIP ist ein von der EU gefördertes Forschungs- und Ausbildungs-Netzwerk. Das Ziel des HASSIP-Netzwerkes ist die Entwicklung von Forschungsaktivitäten und von systematischer Zusammenarbeit in den Bereichen der mathematischen Analysis und Statistik, welche direkten Kontakt zur Signal- und Bildverarbeitung haben.
Zeitraum:
seit 01.11.2002 |
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DFG-SPP 1114: Wavelet-shrinkage in der Bildverarbeitung – Eine Untersuchung von Zusammenhängen und Äquivalenzen In der Dissertation von Dirk Lorenz werden die verschiedenen Zugänge, die zum Wavelet-Shrinkage führen, analysiert und ausgearbeitet. Darunter fallen Zugänge aus dem Bereich der Variationsrechnung, der Abstiegsgleichungen, der Theorie der Funktionenräume und auch der Statistik.
Zeitraum:
01.10.2002 - 30.09.2004 |
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Besov-Räme und nichtseparable Wavelet-Basen mit Anwendungen der nichtlinearen Approximation in der Bilddatenkompression In der Dissertation von Mathias Lindemann werden Besov-Räume und ihr Zusammenhang zur Darstellung von Funktionen über Wavelets mit allgemeinen Skalierungsmatrizen untersucht.
Zeitraum:
01.01.2002 - 31.03.2005 |
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DFG-SPP 1114: Optimal musterangepasste Wavelets Viele Anwendungen der Prozessüberwachung oder Messdatenauswertung erfordern das Aufspüren typischer Muster in den Signalen. In diesem Dissertationsprojekt werden dafür geeignete, diskrete Wavelet-Transformationen entwickelt.
Zeitraum:
seit 01.11.2001 |
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DFG-SPP 1114: Mathematische Methoden in der Zeitreihenanalyse und digitalen Bildverarbeitung Das DFG-Schwerpunktprogramm "Mathematische Methoden in der Zeitreihenanalyse und digitalen Bildverarbeitung" wird vom Zentrum für Technomathematik aus koordiniert. Damit verbunden ist auch die Evaluation und der Vergleich der verschiedenen, im Schwerpunktprogramm entwickelten Methoden.
Zeitraum:
01.08.2001 - 31.07.2007 |
| Inverse Probleme | |
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Automatisierte datengetriebene Schadensdetektierung Das Gesamtziel des FOR 3022 besteht darin, ein umfassendes Verständnis für ein integriertes Structural Health Monitoring (SHM) in Laminaten mit Schichten mit großen Impedanzunterschieden unter Ultraschallwellen (GUW) unter realen Bedingungen. In diesem Teilprojekt konzentrieren wir uns auf die automatische Schadens Schadensdetektion und führen die Expertise aus Mathematik und Informatik zusammen. Als Grundlage für die automatisierten Methoden dienen mathematische Modelle, die auf physikalischen Prinzipien aufbauen, mathematische Werkzeuge, um die Modelle rechnerisch handhabbar zu machen und Methoden des maschinellen Lernens. Hierbei arbeitet die Arbeitsgruppe Lorenz (physikinformierte Neuronale Netze (PINNs)) mit der AG Gräßle (Modellordnungsreduktion und Datenassimilation) der AG Bosse (Methoden des maschinellen Lernens) zusammen.
Zeitraum:
01.10.2023 - 30.09.2026 |
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Regularisierungsverfahren in Banachräumen angewandt auf inverse Streuprobleme
Zeitraum:
16.07.2014 - 16.10.2017 |
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Inside-Outside-Dualität und zerstörungsfreie Prüfverfahren
Zeitraum:
01.07.2013 - 30.06.2016 |
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Inverse Streuung im Zeitbereich
Zeitraum:
01.01.2011 - 31.12.2013 |
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Periodische Elektromagnetische Inverse Streuprobleme
Zeitraum:
01.10.2009 - 31.10.2014 |
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DFG-SPP 1324: Adaptive Wavelet Frame Methods for Operator Equations: Sparse Grids, Vector-Valued Spaces, and Applications to Nonlinear Inverse Parabolic Problems Die Erkenntnis, dass die Embryogenese von Organismen durch Gene gesteuert wird, stellt einen Meilenstein der modernen biologischen Forschung dar. Hieraus erwuchs das Interesse, die vorliegenden Prozesse auch quantitativ zu verstehen und möglichst zu modellieren. Dieser Herausforderung stellt sich das Kooperationsprojekt des Zentrums für Technomathematik mit der Universität Marburg im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogrammes SPP 1324. Konkret geht es um die Lösung einer schlecht gestellten, nichtlinearen Operatorgleichung Ax=y, die differenzierbar zwischen Banach-Räumen abbildet.
Zeitraum:
01.04.2009 - 01.12.2013 |
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Sparsity und Compressed Sensing für Inverse Probleme Die neue Theorie des "Compressed Sensing" fasst die getrennten Prozesse des Messens und Komprimierens von Daten zu einem Prozess zusammen. In diesem Projekt soll diese Theorie auf die Situationen erweitert werden, in denen die gewünschten Daten nur indirekt messbar sind - er handelt sich hier häufig um schlecht gestellte Probleme.
Zeitraum:
01.06.2008 - 31.05.2011 |
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BMBF-INVERS: Regularisierung inverser Faltungsgleichungen in Besov-Skalen Dieses Projekt ist ein Teilprojekt des BMBF Verbundprojekt INVERS. Hier werden die theoretischen Grundlagen für eine Konvergenztheorie inverser Faltungsgleichungen in Besov-Räumen analysiert.
Zeitraum:
01.10.2007 - 30.06.2010 |
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BMBF-INVERS: Dekonvolution vs. Shrinkage: Mathematische Methoden für eine verbesserte Peakdetektion Dieses Projekt ist ein Teilprojekt des BMBF Verbundprojekt INVERS. Ziel ist die Anpassung und Weiterentwicklung der im Teilprojekt "Regularisierung inverser Faltungsgleichungen in Besov-Skalen" entwickelten Verfahren auf die Besonderheiten von MS-Datensätzen.
Zeitraum:
01.10.2007 - 30.06.2010 |
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Inverse Probleme zur Rekonstruierung unscharfer Bilder und Bildsegmentierung In vielen Forschungsgebieten und industriellen Anwendungen, wie beispielsweise in der Medizin, der Mikroskopie oder der maschinellen Fertigung, spielt die digitale Bildanalyse eine wichtige Schlüsselrolle zur Informationsgewinnung. Ziel dieses Projektes ist es, numerische Techniken zur Rekonstruktion unscharfer Bilder und zur Bildsegmentierung zu entwickeln, zu implementieren und zu testen.
Zeitraum:
01.01.2007 - 31.12.2008 |
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DFG - Adaptive Wavelet-Verfahren für inverse Probleme Dieses Projekt befasst sich mit der Verknüpfung adaptiver Wavelet-Verfahren und Regularisierungsmethoden zur Lösung inverser Probleme.
Zeitraum:
16.10.2006 - 15.10.2009 |
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Kombination von Wavelet-Shrinkage und Regularisierungsverfahren zur Lösung schlecht gestellter inverser Probleme Thema dieses Dissertationsprojekts ist die Analyse und Anwendung gekoppelter Verfahren zur Lösung inverser Probleme bestehend aus einem Datenglättungsverfahren, insbesondere Wavelet-Shrinkage, und einem Regularisierungsverfahren.
Zeitraum:
01.10.2001 - 30.04.2006 |
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Regularisierung von nichtlinearen inversen Problemen Bei der Lösung inverser Probleme sind Verfahren, die unter schwachen Einschränkungen an den nichtlinearen Operator arbeiten, von besonderer Bedeutung. Im Mittelpunkt dieses Forschungsvorhabens stehen dabei Operatoren mit speziellen Strukturen.
Zeitraum:
01.01.2000 - 30.09.2006 |
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Effiziente Verfahren für die Emissionstomographie In diesem Projekt wurden Tikhonov- und andere Regularisierungen zur Inversion der gedämpften Radon-Transformation untersucht, die bei der Rekonstruktion der Gewebedichte und der Verteilung des verwendeten, radioaktiven Präparats aus Daten von SPECT-Tomographen benutzt wird.
Zeitraum:
01.01.1999 - 31.12.2001 |
| Modellierung und Simulation mit PDE | |
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Parmeteridentifikation für reibungsbehaftete Signorini-Probleme Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines effizienten, adaptiven Algorithmus zur Parameteridentifikation bei reibungsbehafteten Signorini-Problemen. Eine besondere Herausforderung liegt dabei in der Tatsache, dass geometrische Kontaktbedingungen und Reibungsbedingungen zu einem nicht-glatten Parameter-zu-Zustands-Operator führen, der ableitungsbasierte Optimierungsmethoden nicht direkt anwendbar macht.
Zeitraum:
01.04.2023 - 30.09.2025 |
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Parameteridentifikation auf zeitabhängigen Gebieten mittels adaptiver Finite Zellen Methoden Die Entwicklung eines adaptiven Algorithmus zur Parameteridentifikation auf zeitabhängigen Gebieten steht im Vordergrund des vorliegenden Projekts. Hierzu werden mittels eines parabolischen Modells Werte simuliert, deren Abstand zu gemessenen Referenzdaten minimiert werden soll. Die Zeitabhängigkeit wird dabei mit der Finite-Zellen-Methode berücksichtigt und die a posteriori Fehlerkontrolle verwendet dual gewichtete Residuen.
Zeitraum:
01.11.2022 - 31.10.2025 |
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Adaptive gemischte Finite Zellen Methoden für elliptische Probleme Es ist eine große und aktuell noch unbefriedigend gelöste Herausforderung, den (reibungsbehafteten) Kontakt verschiedener Körper im Rahmen der Finite Zellen Methode (FCM) abzubilden. Das vorliegende Forschungsvorhaben geht einen ersten Schritt zur Bewältigung dieser Aufgabenstellung. Hier wird eine gemischte FCM entwickelt und analysiert, die fest vorgegebene Werte der Lösung auf dem fiktiven Rand abbilden kann. Dabei handelt es sich um eine wesentliche Teilaufgabe bei der Lösung von Kontaktproblemen.
Zeitraum:
01.04.2022 - 31.03.2025 |
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Bewertung und Adaption von spanenden Fertigungsprozessen zur Kompensation von thermischen und mechanischen Bearbeitungseinflüssen Erkenntnistransfer aus SPP 1480 - Bewertung und Adaption spanender Fertigungsprozesse zur Kompensation von thermischen und mechanischen Bearbeitungseinflüssen
Zeitraum:
01.09.2021 - 31.08.2023 |
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Inverse Methoden zur Bestimmung von Höhenänderungen der Eisschildoberfläche mit einer Anwendung in der Westantarktis Das vorliegende Forschungsprojekt befasst sich mit der Eisschildmodellierung des Westantarktischen Eisschildes (WAIS). Ziel ist die Entwicklung einer inversen Methode zur Optimierung der WAIS-Oberfläche unter Verwendung von Punktwolkendaten aus der Satellitenaltimetrie.
Zeitraum:
01.06.2021 - 31.05.2024 |
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FluSimPro Modellierung der Kühlwirkung beim Werkzeugschleifen unter Berücksichtigung prozessbedingter Unsicherheiten Projekt im DFG-SPP 2231 "FluSimPro" PIs: Dr.-Ing. Benjamin Bergmann (IFW Univ. Hannover, seit 2021), Dr.-Ing. Marc-Andree Dittrich (IFW Univ. Hannover, bis 2021), Alfred Schmidt
Zeitraum:
01.09.2020 - 31.08.2024 |
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Numerische Simulation und Optimierung von zeitabhängigen Prozessen aus den Ingenieur- und Materialwissenschaften Im Rahmen des beantragten Projekts sollen numerische Methoden zur Behandlung von Modellen mit gekoppelten Systemen von zeitabhängigen nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen untersucht und weiterentwickelt werden.
Zeitraum:
01.01.2016 - 31.12.2017 |
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Ein effizientes Simulationsverfahren für Unterwasserschallwellen
Zeitraum:
01.11.2012 - 31.10.2015 |
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Entwicklung modelladaptiver Simulationsmethoden für umformtechnische Prozesse zur Herstellung komplexer Funktionsbauteile mit Nebenformen Das vorliegende Projekt ist der Weiterentwicklung von modelladaptiven Algorithmen im Rahmen der Finite Elemente Methode gewidmet.
Zeitraum:
01.01.2012 - 31.12.2016 |
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Modellierung, Simulation und Optimierung des Mehrfrequenzverfahrens für die Induktive Wärmebehandlung Ziel des Projekts ist die Modellierung, Simulation und Optimierung des In ZeTeM werden thermomechanische Effekte aufgrund der Phasenübergänge simuliert und für die Gesamtsimulation zur Verfügung gestellt. Schwerpunkt ist die Berücksichtigung unsicherer Daten für das Simulationsergebnis.
Zeitraum:
01.01.2011 - 31.12.2013 |
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DFG-SPP 1480: Thermomechanische Verformung komplexer Werkstücke durch Bohr- und Fräsprozesse In diesem Projekt soll ein Modell entwickelt werden, mit dem die thermomechanischen Verformungen bei der Zerspanung komplexer Strukturbauteile und die hiermit verbundenen Geometriefehler mit hoher Genauigkeit vorhergesagt werden können. Der Modellierungsansatz wird sowohl für kontinuierliche Zerspanprozesse (Bohren) als auch für diskontinuierliche (Fräsen) gültig sein. Neben der thermomechanischen Verformung wird insbesondere die Volumenänderung durch den Materialabtrag berücksichtigt.
Zeitraum:
01.09.2010 - 28.02.2017 |
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Kopplung von Prozess-, Gefüge- und Struktursimulation zur Beurteilung der quasi-statischen Festigkeit laserstrahlgeschweißter Hybrid-Verbindungen (HyProMiS)
Zeitraum:
01.08.2010 - 31.07.2012 |
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Numerische Analyse und effiziente Implementierung komplexer FE-Modelle maschineller Fertigungsprozesse am Beispiel des Tiefbohrens Die Simulation von maschinellen Fertigungsprozessen steht im Fokus dieses Forschungsprojekts. Zur Reduktion der Rechenzeit finden effizient parallelisierte adaptive Finite Elemente Methoden Anwendung.
Zeitraum:
01.05.2010 - 30.04.2017 |
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Mikrokaltumformen - Teilprojekt A3: Stoffanhäufen Gegenstand des SFB 747 „Mikrokaltumformen“ ist die Entwicklung und Untersuchung von Produktionsverfahren für Bauteile mit einer Größe von weniger als einem Millimeter. Die zur Herstellung nötigen Umformprozesse können hierbei nicht immer ohne Probleme aus dem Makrobereich übernommen werden. So ist zum Beispiel die Herstellung eines Ventilstiftes aus einem stabförmigen Halbzeug mit einem Stabdurchmesser von einem Millimeter oder weniger mit konventionellen Stauchprozessen kaum möglich, da keine großen Stauchverhältnisse erzielt werden können. Im SFB-Teilprojekt A3 wird das Stoffanhäufen durch Laseranschmelzen am Halbzeug untersucht.
Zeitraum:
01.01.2007 - 31.12.2018 |
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ALBERTA – eine Finite-Elemente-Toolbox für Forschung und Lehre Mit dem Programmpaket ALBERTA, entwickelt von Alfred Schmidt und Kunibert Siebert, können nichtlineare partielle Differentialgleichungen auf komplexen Gebieten dank adaptiver Finite-Elemente-Methoden effizient simuliert werden. Die Toolbox findet immer breitere Verwendung in Forschung und Lehre.
Zeitraum:
seit 20.10.2002 |
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Adaptive Multi-Mesh Finite-Elemente-Methoden für gekoppelte Systeme von partiellen Differentialgleichungen In diesem Projekt werden optimale Diskretisierungen zur numerischen Simulation von gekoppelten PDE-Systemen, deren Komponenten stark unterschiedliches Verhalten (Glattheit der Lösungen etc.) im betrachteten Gebiet zeigen, entwickelt. Dazu werden Finite-Elemente-Räume benutzt, die auf unterschiedlich lokal verfeinerten simplizialen Gittern beruhen.
Zeitraum:
01.07.2002 - 30.04.2004 |
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Fehlerabschätzungen und Adaptive Finite-Elemente-Methoden für monotone semi-lineare Probleme In Zusammenarbeit mit Partnern aus Amerika und Italien werden Fehlerabschätzungen für Finite-Elemente-Approximationen von partiellen Differentialgleichungen mit monotonen, semi-linearen Operatoren hergeleitet, analysiert und implementiert.
Zeitraum:
seit 01.04.2002 |
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Diffusion, Advection, Phase changes and Interfaces In dieser deutsch-amerikanischen Forschungskooperation werden vor allem Strategien zur Fehlerkontrolle bei nichtlinearen PDEs (insbesondere Phasenfeldmodelle für Phasenübergangsmodelle, Allen-Cahn-Gleichungen, Variationsungleichungen) erforscht.
Zeitraum:
01.01.2002 - 31.12.2002 |
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Parallele lineare Löser für selbstadaptive Finite-Elemente-Verfahren Durch dieses Projekt soll unter anderem das Verständnis des Klimasystems und seiner Beeinflussbarkeit durch den Menschen verbessert werden. Am ZeTeM und am Alfred-Wegener-Institut wird insbesondere an der Parallelisierung, der Modelloptimierung und an der Implementierung des numerischen Lösers für das zugehörige elliptische Differentialgleichungssystem gearbeitet.
Zeitraum:
01.09.2001 - 31.08.2004 |
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Modellierung und Simulation des Plasmaschneidens von Stahlbrammen Durch Strangguss gewonnene Stahlbrammen werden durch einen Plasmastrahl zerschnitten. Durch die starke Erhitzung und anschließende Abkühlung treten im Stahl Phasenumwandlungen sowie elastische und plastische Verformungen auf, die mathematisch modelliert und numerisch simuliert werden sollen.
Zeitraum:
seit 01.07.2001 |
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Fehlerabschätzungen und Adaptive Finite-Elemente-Methoden für Phasenfeldprobleme Viele mathematische Modelle für Phasenübergangsprobleme enthalten die Phasengrenze als zusätzlichen Freiheitsgrad. Ziel des Projekts sind die mathematische Analyse solcher Modelle, insbesondere a posteriori Fehlerabschätzungen, und die Entwicklung geeigneter numerischer Verfahren zu ihrer Simulation.
Zeitraum:
seit 01.01.1998 |
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Fehlerschätzer und adaptive Finite-Elemente-Methoden für nichtlineare Probleme In den letzten Jahren wurden in einer erfolgreichen Kooperationsarbeit adaptive Finite-Elemente-Methoden zur Lösung partiellen Differentialgleichung entwickelt. Diese Methoden basieren auf Fehlerschätzern und erlauben die numerische Simulation von komplexen und hochgradig nichtlinearen physikalischen Phänomenen.
Zeitraum:
seit |
| Dynamische Systeme | |
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Geschaltete Systeme, konvexe Kegel und Lyapunov-Funktionen Geschaltete dynamische System bestehen aus einem System mit kontinuierlichem Zustand gekoppelt mit einem logik-basierten System. Ziel dieses Projektes ist die Synthese stabiler geschalteter Systeme, dafür werden geeignete Lyapunov-Funktionen und zugehörige, konvexe Matrizenkegel untersucht.
Zeitraum:
seit 01.04.2004 |
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Der gemeinsame Spektralradius von Matrizenmengen Der gemeinsame Spektralradius beschreibt das maximale exponentielle Wachstum, das beliebige Produkte von Matrizen aus einer gegebenen Menge erreichen können. Seine Berechnung ist ein NP-hartes Problem, für das in diesem europäischen Forschungsprojekt geeignete Methoden entwickelt werden.
Zeitraum:
seit 01.07.2002 |
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Spektrale Wertemengen und transientes Verhalten Spektrale Wertemengen erlauben auch Aussagen über das transiente Verhalten linearer dynamischer Systeme. In diesem Projekt werden speziell Systeme untersucht, die durch Linearisierung an einem stabilen Fixpunkt enstehen, und Regelungsverfahren entwickelt, die die Synthese von Feedback-Systemen mit vorgegebenem transienten Verhalten erlauben.
Zeitraum:
01.07.2002 - 30.06.2006 |
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Kontrolltheoretische Analyse von Eigenwertverfahren Die für numerische Eigentwertverfahren notwendigen Shift-Strategien werden als Kontrollparameter von nichtlinearen, diskreten Kontrollsystemen interpretiert. Durch systemtheoretische Untersuchungen können die Eigenschaften der Eigenwertalgorithmen analysiert werden.
Zeitraum:
01.08.1999 - 31.10.2003 |
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Analyse und Berechnung der Wachstumsrate linearer Systeme mit Parametervariationen Eine Grundlage des Reglerentwurfs für nichtlineare dynamische Systeme sind lineare, kontinuierliche, zeitinvariante Systeme, die weitere Beschränkungen an die Regularität der Parametervariationen erlauben. In dem Projekt konnten verschiedene Resultate für die Abhängigkeit der Wachstumsrate von der Parameterregularität erzielt werden.
Zeitraum:
01.01.1999 - 30.09.2003 |
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Zubovs Methode für Systeme mit Eingängen Zubovs Methode ist das entscheidende Werkzeug in der Stabilitätstheorie nichtlinearer Systeme, um Einzugsbereiche von asymptotisch stabilen Objekten zu bestimmen. Durch Weiterentwicklung dieser Methode gelingt es, maximale Kontroll-Lyapunov-Funktionen zu finden.
Zeitraum:
seit 01.01.1998 |
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Spektrale Wertemengen für struktutrierte Matrixstörungen Spektrale Wertemengen sind bezüglich komplexwertiger Störungen ein etabliertes Werkzeug zur Analyse dynamischer Systeme. Hier werden reellwertige Matrixstörungen untersucht, insbesondere der Einfluss vorgegebener Störungsstrukturen.
Zeitraum:
01.05.1997 - 31.07.2003 |
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Rationale Matrixgleichungen in der stochastischen Kontrolltheorie Im Rahmen des Projekts wurde eine der robusten Regelung entsprechende Theorie für stochastische dynamische Systeme entwickelt. Das Lösungsverhalten der dabei auftretenden Matrix-Gleichungen und -Ungleichungen wurde analysiert und ein Newton-artiger Lösungsalgorithmus implementiert.
Zeitraum:
01.01.1997 - 31.07.2002 |
| Weitere Forschungsprojekte | |
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EU-ROMSOC: Teilprojekt ''Data Driven Model Adaptations of Coil Sensitivities in MR Systems'' Das wissenschaftliche Ziel des Doktorandenprogramms ist es, die mathematischen Grundlagen und Methoden bei der zunehmend virtuellen Entwicklung von industriellen Produkten und Prozessen zu entwickeln, wobei Kopplungsmethoden, Modellreduktionsverfahren und Optimierungsmethoden im Fokus stehen.
Zeitraum:
01.11.2017 - 30.04.2021 |
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DFG-Graduiertenkolleg: π³ Parameter Identification – Analysis, Algorithms, Applications Im Graduiertenkolleg „π3 Parameter Identification – Analysis, Algorithms, Implementations“ konzentrieren sich Promovierende an der Schnittstelle von Angewandter Mathematik und Wissenschaftlichem Rechnen auf Fragen der Parameteridentifikation, die im Kern durch die Minimierung geeigneter Zielfunktionale modelliert werden.
Zeitraum:
01.10.2016 - 31.03.2021 |
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TransWORHP
Zeitraum:
seit 01.01.2012 |
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Bordintern einsetzbare optimale Flugbahnplanung unter Verwendung von TransWORHP
Zeitraum:
seit 01.10.2010 |
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Rationale Krylovraummethoden zur Modellreduktion von LZI Systemen In diesem Projekt werden zwei Ansätze der Modellreduktion kombinert: Balancing und Momentenanpassung. Es werden iterative Verfahren entwickelt welche einerseits eine annährend ausbalacierte Reduktion erlauben und andererseits für sehr große Systeme und parallele Implementierung geeignet sind.
Zeitraum:
01.10.2004 - 30.09.2007 |
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Streuung von Wasserwellen an Reihen identischer Körper Die Streuung und Beugung von Wasserwellen an sich im Wasser befindenden Körpern ist von großer praktischer Bedeutung in verschiedenen Anwendungsfeldern, z.B. in der Klimaforschung (Streuung an Feldern von Eisschollen). Es werden Methoden zur effizienten Lösung solcher Mehr-Körper-Streuungsprobleme entwickelt.
Zeitraum:
seit 01.03.2004 |
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Eigenschaftserhaltende Modellreduktion für strukturierte elektrotechnische Systeme Bei der Modellierung hochintegrierter Schaltkreise entstehen Differentialgleichungssysteme mit Hunderttausenden oder sogar Millionen Unbekannten. Um diese Modelle numerisch simulieren zu können, müssen mit Methoden der Modellreduktion Systeme kleinerer Dimension bestimmt werden, die die Originalsysteme näherungsweise beschreiben.
Zeitraum:
01.10.2003 - 30.04.2006 |
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Konstruktion von Coorbit-Räumen und Wavelet-Banach-Frames auf homogenen Räumen Durch die Betrachtung von Quotienten oder so genannten homogenen Räumen können Coorbit-Räume und Frames konstruiert werden, so dass die Coorbit-Thoerie auch für solche Hilbert-Räume anwendbar wird, in denen die Gruppendarstellung nicht mehr quadratintegrierbar ist.
Zeitraum:
seit 01.08.2001 |
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Parallele Algorithmen für linear-quadratische Optimalsteuerungsprobleme In diesem spanisch-deutschen Projekt wurde die Parallel Libaray in Control (PLiC), eine parallele Softwarebibliothek zur Lösung linear-quadratischer Regelungsprobleme und damit verbundener Teilprobleme, entwickelt und über das Internet verfügbar gemacht.
Zeitraum:
01.01.1998 - 31.12.1999 |
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Parallele Algorithmen zur Modellreduktion von hochdimensionalen linearen Regelungssystemen Mit den spanischen Partnern aus Castellon werden neue, parallele Modellreduktionsalgorithmen für hochdimensionale, lineare Steuerungsprobleme mit dichtbesetzten Koeffizientenmatrizen entwickelt und implementiert. Sie stehen als Software-Bibliothek im Internet zur Verfügung.
Zeitraum:
01.01.1998 - 30.06.2002 |