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Prof. Dr. Kai Velten

Photo of Kai   Velten


Mathematik, Statistik, Modellierung
Raumnummer: Pavillon neben Hörsaal 22

E-Mail: kai.velten[at]hs-rm[.]de
Telefon: +49 6722 502-734
Fax: ++49-(0)-3212/1092579

Anschrift

Hochschule RheinMain
Von-Lade-Straße 1
65366 Geisenheim

Sprechzeiten

Nach Vereinbarung per Mail.

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Wissenschaftlicher Lebenslauf

Buch "Mathematical Modeling and Simulation"

K. Velten, Mathematical Modeling and Simulation, Wiley-VCH (2009, 1st Revised Reprint 2010)

Kostenlose Programme zum Buch

  • Die gesamte Buchsoftware - von elementarer Statistiksoftware bis hin zu Software für die Lösung partieller Differentialgleichungen in 3D - kann jetzt "virtualisiert" in einem Fenster Ihres Original-Betriebssystems (z.B. Windows) genutzt werden (ab Version 2, Details  auf dieser Seite)
  • Weitere Information und Download auf dieser Seite
  • > 1000 internationale Downloads 2009: Deutschland: 20%, übriges Europa: 32%, Nordamerika: 34%, Asien: 7%, Australien: 6%
  • Übersicht der weltweiten Downloads im März 2010 (Quelle: Google Analytics)

Geisenheimer Konzept Berechnungssoftware

Details und Installationsanleitung.

BMBF-Projekt 2009-2012

Forschung

  • BMBF-Projekt, s.o.
  • Entwicklung pharmakokinetischer Modelle: Zusammenarbeit mit O.A. Linares, J.J. Kalenkiewicz, R. Boston and A.L. Linares (Universitäten Toledo und Pennsylvania, USA)
  • Mathematische Modellierung mit freier Software: Zusammenarbeit mit J. Cugnoni (EPFL Lausanne, Switzerland)
  • Publikationsliste

Schwerpunkt: wissenschaftliche Open-Source-Software

  • Fast alle Aufgaben des Wissenschaftlichen Rechnens (Scientific Computing) können heute mit kostenlos verfügbarer Open-Source-Software gelöst werden
  • Kommerzielle Industrie-Lizenzen für Standardaufgaben in den Bereichen Statistik, Versuchsplanung (Design of Experiments, DOE), Parameterschätzung, CFD, Strukturmechanik usw. addieren sich oft zu mehr als 15.000 € je Einzelplatzlizenz
  • Die AG Modellierung und Simulation verwendet ausschließlich kostenlos verfügbare Open-Source-Software
  • Unsere Arbeitsgruppe organisiert eine (englischsprachige) Diskussionsgruppe "Open Source Scientific Software" bei ResearchGate.net
  • Diese Gruppe mit > 220 Mitgliedern aus 29 Ländern (Stand Juni 2011) soll einen Beitrag leisten, um die Nutzer freier wissenschaftlicher Software international zu vernetzen und als Forum für den Informationsaustausch dienen

Schwerpunkt: OpenFoam

  • OpenFoam ist heute der professionellste Open-Source-PDE-Löser für Aufgaben wie 3-D-CFD, 3-D-Strukturmechanik usw.
  • Wir verwenden OpenFoam zusammen mit Salome  für das Preprocessing, ParaView für das Postprocessing und nutzen alle (Open-Source-)Softwareinstrumente in CAELinux
  • Ein Beispiel für unsere Verfahrensweise sowie Details zu CAElinux finden Sie in unseren OSSS-Manuals

Schwerpunkt: R

  • R ist derzeit die professionellste Open-Source-Software für alle Aufgaben in den Bereichen Statistik, Stochastik, Versuchsplanung usw.
  • R ist zugleich eine objektorientierte Programmiersprache, die für allgemeine wissenschaftliche Programmierung genutzt werden kann
  • Die AG Modellierung und Simulation nutzt R beispielsweise auch zur numerischen Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen

Schwerpunkt: Maxima

  • Maxima ist heute die professionellste universell einsetzbare Open-Source-Computeralgbra-Software
  • Computeralgebra kann grundsätzliche überall dort eingesetzt werden, wo mit Formeln gearbeitet wird
  • Beispielanwendung: Für die Programmierung einer Produktionsanlage braucht man die Dichte einer Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur. Mit Computeralgebrasoftware wird ein komplexes Gleichungsystem nach der gesuchten Dichte aufgelöst. Ergebnis ist eine Formel, die sich über 10 Din-A4-Seiten erstreckt. Diese Formel kann mit einfachem "paste and copy" in das Steuerungsprogramm der Produktionsanlage übernommen werden.

Schwerpunkt: CAELinux

  • CAELinux (siehe caelinux.com) ist ein auf Ubuntu-Linux basierendes Betriebssystem, das den Anspruch hat, lizenzfreie wissenschaftliche Open-Source-Software stets auf neuestem Stand fertig installiert zur Verfügung zu stellen
  • CAELinux kann auch in anderen Betriebssystemen wie Windows komfortabel genutzt werden, z.B. virtualisiert mit VirtualBox (siehe die Anleitung in unseren OSSS-Manuals).
  • CAELinux ist ein kostenloses, professionelles Werkzeug in der Berufspraxis von Wissenschaftlern, Ingenieuren, Betriebswirten usw., die für gleichwertige kommerzielle Software erheblich investieren müssten (z.B. ab 10.000 € allein für äquivalente CFD-Software).
  • In der Lehre bietet CAELinux den großen Vorteil, dass die Studenten das gesamte Spektrum wissenschaftlicher Software auf ihren eigenen Computern nutzen können. Computerräume sind überflüssig, die Installation ist sehr einfach, weil nicht mehr die einzelnen Programme, sondern nur noch das System CAELinux installiert wird.

AG Modellierung und Simulation

  • Mathematische Modellierung und Simulation für Anwendungen in Industrie und Wirtschaft
  • Ausschließliche Verwendung von Open-Source-Software, daher keine Softwarekosten für die Anwender
  • Phänomenologische Modelle: statistische und stochastische Modelle, lineare u. nichtlineare Regressionsmodelle, neuronale Netze, Versuchsdesign (DOE), Soft Computing, Fuzzy-Modelle,  Signalverarbeitung
  • Mechanistische Modelle:  gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen, differential-algebraische Modelle, Finite-Elemente-Methode, Finite-Volumen-Methode, Finite-Differenzen-Methode, Parameterschätzung in Differentialgleichungssystemen, Kontrolltheorie, zelluläre Automaten, Discrete-Event-Simulation
  • Open-Source-Software:  openSuse-Linux und CAELinux, Maxima für Computeralgebra, R als Statistik- und Programmierumgebung, Salome für Preprocessing und CAE, openFOAM, Code Aster und Code Saturne zur Lösung partieller Differentialgleichungen, ParaView für Postprocessing, VirtualBox für Virtualisierung
  • Offene Stellen: 2 Doktorandenstellen zu besetzen in einem für 2012-2014 geplanten Projekt, bitte bewerben Sie sich

Crash-Kurs R 2011

Folien "Crash-Kurs R 2011"

Zip-Datei mit Programmen aus dem Kurs.

Anschrift

Hochschule RheinMain
University of Applied Sciences
Fachbereich Geisenheim

Dekanat
Von-Lade-Str. 1
65366 Geisenheim

Telefon: 06722 - 502 714
Telefax: 06722 - 502 710

 

(Sprechzeiten: Mo-Do 9.00-12.00 Uhr)


E-Mail: geisenheim[at]hs-rm[.]de