Parallel Multilevel Methods Adaptive Mesh Refinement and Loadbalanci
Main aspects of the efficient treatment of partial differential equations are discretisation, multilevel/multigrid solution and parallelisation. These distinct topics are coverd from the historical background to modern developments. It is demonstrated how
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Gerhard Zumbusch
Parallel Multilevel Methods
Advances in Numerical Mathematics Editors Hans Georg Bock Wolfgang Hackbusch Mitchell Luskin Rolf Rannacher
Gerhard Zumbusch
Parallel Multilevel Methods Adaptive Mesh Refinement and loadbalancing
Teubner
B. G. Teubner Stuttgart· Leipzig· Wiesbaden
Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliographie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet Ober abrufbar.
Prof. Dr. Gerhard Zumbusch Geboren 1968 in MOnster. Studium der Mathematik 1987-1992 an der TU MOnchen, Diplom . Von 1993 bis 1995 Konrad-Zuse-Zentrum fOr Informationstechnik Berlin, Promotion 1995 FU Berlin, anschlieBend SINTEF Anvendt Matematikk Oslo 1996. Danach Universitat Bonn 1997-2002, Habilitation 2001, Privat-Dozent 2002 . Seit 2002 Professor an der Friedrich-Schiller-Universitat Jena, Lehrstuhl fOr Wissenschaftliches Rechnen/Numerische Mathematik, Direktor des Instituts fOr Angewandte Mathematik.
1. Auflage November 2003
Aile Rechte vorbehalten
© B. G. Teubner Verlag I GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2003 Der B. G. Teubner Verlag ist ein Unternehmen von Springer Scienc€+Business Media. www.teubner.de Das Werk einschlieBlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschOtzt. Jede Verwertung auBerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulassig und strafbar. Das gilt insbesondere fOr Vervielfaltigungen, Obersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden dOrften. Umschlaggestaltung: Ulrike Weigel, www.CorporateDesignGroup.de Gedruckt auf saurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. ISBN-13:978-3-519-00451-6 001: 10.1007/978-3-322-80063-3
e-ISBN-13:978-3-322-80063-3
Preface Numerical simulation promises new insight in science and engineering. In addition to the traditional ways to perform research in science, that is laboratory experiments and theoretical work, a third way is being established: numerical simulation. It is based on both mathematical models and experiments conducted on a computer. The discipline of scientific computing combines all aspects of numerical simulation. The typical approach in scientific computing includes modelling, numerics and simulation, see Figure l. Quite a lot of phenomena in science and engineering can be modelled by partial differential equations (PDEs). In order to produce accurate results, complex models and high resolution simulations are needed. While it is easy to increase the precision of a simulation, the computational cost of doing so is often prohibitive. Highly efficient simulation methods are needed to overcome this problem. This includes three building blocks for c
