Blickwickelabh?ngige Gitteraufl?sung (Octree) für die interaktive Exploration von Wettersimulationsdaten (IEEE Visualization Contest 2017)
AG High-Performance Visualization
Forschungsschwerpunkte
Die Arbeitsgruppe besch?ftigt sich mit den mathematischen Grundlagen der wissenschaftlichen Visualisierung und behandelt Methoden für das parallele Post-Processing gro?er wissenschaftlicher Datens?tze. Solche Daten fallen in unterschiedlichsten wissenschaftlichen Anwendungen an. Sie entstehen zum einen durch Simulationen auf Hochleistungsrechnern (z. B. zur Unterstützung der Klimaforschung oder für die Vorhersage von Umstr?mungen an Flugzeugflügeln). Sie k?nnen aber auch durch Messungen, wie bspw. durch Erdbeobachtungsmissionen, erzeugt werden. Um überhaupt erst aussagekr?ftige Informationen für die Visualisierung zu erhalten, müssen diese enorm gro?en Rohdaten zun?chst prozessiert werden. Für eine anschlie?ende explorative Analyse werden echtzeitf?hige, interaktive Methoden ben?tigt, die wiederum auf massiv parallelen und hoch effizienten Verfahren beruhen.
Anwendungen
Anwendungen für die wissenschaftliche Visualisierung sind vielf?ltig. Ein klassischer Bereich ist die Aerodynamik, die z. B. die Str?mungstechnik umfasst. Str?mungscodes, die üblicherweise auf den Navier-Stokes-Gleichungen beruhen, berechnen Umstr?mung von Flugzeugen oder die Durchstr?mung von Triebwerken. Auch Messungen, die z. B. durch das PIV-Verfahren (Particle Image Velocimetry) erfolgen, liefern genaue und sowohl r?umlich als auch zeitlich hochaufgel?ste Str?mungsdaten zurück.
Eine weitere Quelle gro?er Messdaten sind Erdbeobachtungsdaten. Hier werden nicht nur Terraindaten sondern auch dreidimensionale Atmosph?rendaten erfasst, die dann für die Klimaforschung eingesetzt werden k?nnen. Radarsensoren liefern sogar Informationen aus dem Inneren eines Planeten. Um jedoch die Mantelkonvektion zu erforschen, wird wiederum auf Simulationen zurückgegriffen. Eines der interaktiven Explorationswerkzeuge für die echtzeitf?hige Prozessierung dieser Daten ist CosmoScout VR.
Die medizinische Datenverarbeitung und die Visualisierung von Molekülen stellen dagegen eigenst?ndige Disziplinen dar. Und für die quantitative Bewertung von wissenschaftlichen Daten müssen Techniken der Informationsvisualisierung hinzugezogen werden. Speziell für die Analyse unbekannter Daten kommen explorative Methoden zum Einsatz. Diese sind integrale Bestandteile von interaktiven Ans?tzen in Visual Analytics und von immersive Arbeitsumgebungen mithilfe von VR-Techniken (Virtual Reality).
? DLR, CC BY-NDPost-Processing eines Kompressor-Simulationsdatensatzes, bestehend aus vier Ringen (zwei Statoren, 2 Rotoren).
? DLR, CC BY-NDExplorative Analyse eines multi-variaten Datensatzes, der eine Wetter-Simulation über Deutschland beinhaltet.
? DLR, CC BY-NDDie Mantelkonvektion bestimmt u. a. das Gravitationsfeld und die Topographie eines Planeten.
? DLR, CC BY-NDSonnenstürme gef?hrden die technische Infrastruktur. Die Atmosph?re schützt zwar den Planeten vor direkter Strahlung. Wesentlich ist dabei aber die Interaktion zwischen Weltraumwetter und Atmosph?re.
? DLR, CC BY-NDDatenanalyse für die Bewertung eines Pandemiefalls
? DLR, CC BY-NDVerteilung der Strahlungsbelastung, erfasst durch die DLR-Mission EuCROPIS
? DLR, CC BY-NDPhotorealistische Darstellung von Oberfl?chendaten des Mars, die von Mars-Orbiter als 2,5D-Datens?tze erfasst wurden. Eine korrekte Berechnung des Sonnenstands erm?glicht eine physikalische Beleuchtung.
? DLR, CC BY-NDHoch-genaue Weltraumteleskope haben eine umfangreiche Katalogisierung des Sternenhimmels erm?glicht.
Studentische Arbeiten
In der Arbeitsgruppe werden (in Kooperation mit dem DLR-Institut für Softwaretechnologie, Braunschweig) zu allen benannten Arbeitsschwerpunkten Abschlussarbeiten und Praktika angeboten. Sollten an dieser Stelle keine (passenden) Ausschreibungen vorhanden sein, dann besteht auch die M?glichkeit der Nachfrage nach individuellen Arbeiten. Neben studentischen Aushilfsjobs werden hier auch offene Stellen für wissenschaftlich Mitarbeitende angeboten.
Neben regul?ren Stellen an der Universit?t Bremen oder dem DLR werden hier auch immer wieder mal interessante, relevante alternative M?glichkeiten der Weiterbildung (z. B. Summer School) oder der wissenschaftlichen Besch?ftigung (z. B. Trainingsstellen bei der Europ?ischen Raumfahrtagentur ESA) beworben.
© DLR, CC BY-ND
Quantitative Analyse von Erdbeobachtungsdaten
Interne Ausschreibungen
Hier werden aktuelle Angebote zu Abschlussarbeiten aufgelistet. Wenn kein passendes Angebot vorhanden ist, sprechen Sie uns an!
- Studentische Hilfskraft: Software-Entwicklung für Multispektraldaten-Prozessierung für Mars-Missionen
Externe Ausschreibungen
- Research Position: Research in Model Checking and Systems Engineering (DLR 67723)
Publikationen
Simon Schneegans, Jonas Gilg, Volker Ahlers, Andreas Gerndt
Real-Time Rendering of Eclipses without Incorporation of Atmospheric Effects
Pacific Graphics, Hybrid Event, Kyoto, Japan, October 5-8, Computer Graphics Forum, Volume 41, Issue 7, EG / Wiley, 2022
Simon Schneegans, Moritz Zeumer, Jonas, Gilg, Andreas Gerndt
CosmoScout VR – A Modular 3D Solar System Based on SPICE
IEEE Aerospace Conference, Hybride Event, Big Sky, MT, March 5-12, 2022
Tobias Franz, Christoph Seidl, Philipp M. Fischer, Andreas Gerndt
Utilizing Multi-level Concepts for Multi-phase Modeling
Software and Systems Modeling Journal (SoSym), Vol. 21, Jan. 22, 2022
Sascha Müller, Adeline Jordon, Andreas Gerndt, Thomas Noll
A Modular Approach to Non-deterministic Dynamic Fault Trees
40th International Conference on Computer Safety, Reliability and Security (SAFECOMP 2021), Virtual (York, UK), LNCS, Vol. 12852, Springer, Cham, Sep. 8-10, 2021
Andreas Lund, Zain Alabedin Haj Hammadeh, Patrick Kenny, Vishav Vishav, Andrii Kovalov, Hannes Watolla, Andreas Gerndt, Daniel Lüdtke.
ScOSA System Software: The Reliable and Scalable Middleware for a Heterogeneous and Distributed On-board Computer Architecture.
CEAS Space Journal, Springer, 2021.
Ayush Mani Nepal, Arnau Prat i Sala, Kilian Johann H?flinger, Andreas Gerndt, Daniel Lüdtke.
Modeling and Simulation of a Spacecraft Payload Hardware Using Machine Learning Techniques.
Accelerating Space Commerce, Exploration, and New Discovery Conference, ASCEND 2020, Virtual Event, Nov. 16-18, 2020, American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), 2020.
Sascha Müller, Liana Mikaelyan, Andreas Gerndt, Thomas Noll.
Synthesizing and Optimizing FDIR Recovery Strategies from Fault Trees.
Science of Computer Programming, 196, pp. 102478, Elsevier BV, 2020.
Anna Bahnmüller, Syed Muhammad Azeem, Georgia Albuquerque, Andreas Gerndt.
Evaluation of Interaction Techniques for Early Phase Satellite Design in Immersive AR.
IEEE Aerospace Conference, Yellowstone Conference Center, Big Sky, Montana, March 8-13, 2020, IEEE, 2020.
Kontakt
© A. Gerndt (kein Copy Left)
Prof. Dr. Andreas Gerndt
Universit?t Bremen
Zentrum für Technomathematik (ZeTeM) | Bibliothekstra?e 5 | MZH | 28359 Bremen
Andreas Gerndt @ Uni-Bremen
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Softwaretechnologie | Software für Raumfahrtsysteme und interaktive Visualisierung | Lilienthalplatz 7 | 38108 Braunschweig
Stellvertr. Institutsleiter | Abteilungsleiter
Telefon 0531 / 295-2782 | Telefax 0531 / 295-2767 | Andreas Gerndt @ DLR