[1] Marcin Łoś, Judit Munoz-Matute, Ignacio Muga, Maciej Paszyński, Isogeometric Residual Minimization Method (iGRM) with direction splitting for non-stationary advection–diffusion problems, Computers & Mathematics with Applications, 79 (2) (2020) 213-229
W pracy opisano ultraszybki solwer o liniowej złożoności obliczeniowej O(N) do symulacji numerycznych problemów adwekcji zdominowanej przez dyfuzję, które to problemy/symulacje wymagają specjalnych metod stabilizacji. Przedstawiamy szczegółowe matematyczne wyprowadzenie nowej metody numerycznej, którą nazywamy „izogeometryczną metodą minimalizacji reziduum (iGRM)”.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0898122119303268
[2] Vladimir Puzyrev, Marcin Łoś, Grzegorz Gurgul, Victor Calo, Witold Dzwinel, Maciej Paszyński, Parallel splitting solvers for the isogeometric analysis of the Cahn-Hilliard equation, Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 22(16) (2019) 1269-1281
W artykule opisano ultraszybki solwer o liniowym koszcie obliczeniowym do numerycznego rozwiązania równań Cahna-Hilliarda. Solver ten pozwala na wydajne symulacje komputerowe z zastosowaniami w inżynierii materiałowej i symulacji progresji nowotworu.
https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10255842.2019.1661388
[3] Marcin Łoś, Adrian Kłusek, Muhammad Amber Hassaan, Keshav Pingali, Witold Dzwinel, Maciej Paszyński, Parallel fast isogeometric L2 projection solver with GALOIS system for 3D tumor growth simulations, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 343 (1) (2019) 1-22
W pracy tej opisano model matematyczny wzrostu i regresji nowotworów i szybki solwer równoległy o liniowym koszcie obliczeniowym służący do wykonywania symulacji komputerowych. Symulacje takie przeprowadzane są na laptopie i pozwalają na wizualizacje komputerowe gęstości tkanki nowotworowej, stężenia enzymu angiogenicznego, wzrostu sieci naczyń krwionośnych w obszarze wzrostu tkanki nowotworowej. Kod do symulacji jest dostępny w trybie Open Source.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782518304341
[4] Leszek Siwik, Maciej Woźniak, Marcin Łoś, Maciej Paszyński, Fast and green parallel isogeometric analysis computations for multi-objective optimization of liquid fossil fuel reserve exploitation with minimal groundwater contamination, Journal of Parallel and Distributed Computing, 13 (2019) 89-103
Artykuł ten opisuje platformę obliczeniową do wykonywania symulacji wpływu procesu wydobycia ropy naftowej i gazu na środowisko. Proponujemy ponadto metodologię optymalizacji wpływu procesu wydobycia na zanieczyszczenie wód gruntowych oraz algorytmy minimalizacji kosztu obliczeniowego i zużycia energii samej symulacji komputerowej.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0743731518306890
[5] Leszek Siwik, Marcin Los, Adrian Klusek, Keshav Pingali, Witold Dzwinel, Maciej Paszynski, Supermodeling of tumor dynamics with parallel isogeometric analysis solver, https://arxiv.org/abs/1912.12836
W artykule tym stosujemy metodę asymilacji danych zwaną supermodelingiem w celu dostrojenia trójwymiarowych symulacji wzrostu nowotworów. Sprzęgamy ze sobą kilka modeli wzrostu nowotworów w celu lepszego odwzorowania objętości nowotworów pochodzących z symulacji komputerowych oraz z pomiarów.
https://arxiv.org/abs/1912.12836
[6] Marcin Łoś, Maciej Woźniak, Maciej Paszyński, Andrew Lenharth, Muhamm Amber Hassaan, Keshav Pingali, IGA-ADS: isogeometric analysis FEM using ADS solver, Computer Physics Communications, 217 (2017) 99-116, DOI: 10.1016/j.cpc.2017.02.023
Artykuł ten opisuje zastosowanie solwera zmiennokierunkowego do symulacji problemów niestacjonarnych poprzez użycie jawnej dyskretyzacji czasu i przedstawienie symulacji jako ciągu L2-projekcji. Przedstawiona jest również implementacja tej idei w postaci biblioteki IGA-ADS używającej frameworku GALOIS do zrównoleglenia obliczeń na maszynach o pamięci współdzielonej.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010465517300759
[7] Marcin Łoś, Robert Schaefer, Maciej Paszyński, Parallel space-time hp-adaptive discretization scheme for parabolic problems, Journal of Computational and Applied Mathematics, 344 (2018) 819-835, DOI:10.1016/j.cam.2017.12.005
Praca przedstawia algorytm symulacji procesów niestacjonarnych umożliwiający równoległe przeprowadzanie adaptacji przestrzennych w kolejnych krokach czasowych. Jest on opisany jako system agentowy, w którym każdy agent jest odpowiedzialny za obliczenia w obrębie jednego kroku czasowego. Przedstawiona jest także analiza propagacji błędów oraz testy numeryczne dla hp-adaptacji.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0377042717306192
[8] Jakub Sawicki, Marcin Łoś, Maciej Smołka, Julen Alvarez-Aramberri, Using Covariance Matrix Adaptation Evolutionary Strategy to boost the search accuracy in hierarchic memetic computations, Journal of Computational Science, 34 (2019) 48-54, DOI: 10.1016/j.jocs.2019.04.005
Praca przedstawia ulepszenie algorytmu populacyjnego HMS służącego do optymalizacji globalnej poprzez zastosowanie w jego fazie lokalnej algorytmu CMA-ES, który naśladuje cechy algorytmów ewolucyjnych bez bezpośredniego operowania na populacji i jej osobnikach. Wydajność takiej strategii jest porównana z użyciem w fazie lokalnej standardowego algorytmu ewolucyjnego SEA.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1877750318307233
[9] Marcin Łoś, Pouria Behnoudfar, M. Paszyński, V. M. Calo, Fast isogeometric solvers for hyperbolic wave propagation problems, Computers and Mathematics with Applications, 80 (1) (2020) 109-120, DOI: 10.1016/j.camwa.2020.03.002
Praca przedstawia zastosowanie solwera zmiennokierunkowego do symulowania propagacji fal. Dyskretyzacja przestrzeni przeprowadzona jest przy użyciu Analizy Izogeometrycznej, natomiast do dyskretyzacji czasu opracowany został bezwarunkowo zbieżny schemat niejawny pozwalający przedstawić wynikową macierz w przybliżeniu jako iloczyn Kroneckera dwóch macierzy jednowymiarowych, co umożliwia zastosowanie solwera zmiennokierunkowego. Praca zawiera również wyniki numeryczne dla problemów P-wave oraz liniowej elastyczności.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0898122120300997
[10] Piotr Faliszewski, Jakub Sawicki, Robert Schaefer, Maciej Smołka, Multiwinner voting in genetic algorithms. IEEE Intelligent Systems, 32(1) (2017) 40-48, DOI:10.1109/MIS.2017.5
W artykule prezentowane jest rozwiązanie dążące do utrzymania lokalnej różnorodności populacji przy rozwiązywaniu problemów optymalizacji z obszarami niewrażliwości (lowlandami) w funkcji celu. Wykorzystujemy do tego Prosty Algorytm Ewolucyjny (SEA) rozwinięty o mechanizm selekcji bazujący na wyborach z wieloma zwycięzcami.
https://ieeexplore.ieee.org/document/7851129
[11] Jakub Sawicki, Marcin Łoś, Maciej Smołka, Robert Schaefer, Julen Álvarez-Aramberri, Approximating landscape insensitivity regions in solving ill-conditioned inverse problems, Memetic Computing, 10(3) (2018) 279-289, DOI:10.1007/s12293-018-0258-5
W pracy pokazujemy złożoną metodę meta-heurystyczną, która identyfikuje obszary niewrażliwości (lowlandy) w funkcji celu. Ta strategia aproksymacji kształtów lowlandów wykorzystuje między innymi algorytm ewolucyjny z wyborami z wieloma zwycięzcami, a także metody aproksymacji funkcjami B-spline.
https://link.springer.com/article/10.1007/s12293-018-0258-5
[12] Smołka Maciej, Gajda-Zagórska Ewa, Schaefer Robert, Paszyński Maciej, Pardo David, A hybrid method for inversion of 3D AC logging measurements, Applied Soft Computing, 36 (2015) 422-456, DOI: 10.1016/j.asoc.2015.06.055
Praca przedstawia metodę rozwiązywania problemów odwrotnych parametrycznych dla zagadnienia poszukiwania złóż węglowodorów na podstawie pomiarów sygnałów radiowych. Została zastosowana hybrydowa technika memetyczna z adaptowalną dokładnością, powiązana z solwerem hp-MES do rozwiązania dualnego zagadnienia prostego dla niestacjonarnych równań Maxwella. Sformułowano i udowodniono zasadę wspólnego sterowania błędem forward i inverse dla uzyskania minimalnego kosztu obliczeniowego. Działanie strategii zilustrowano przykładem inżynierskim.
https://dl.acm.org/doi/abs/10.1016/j.asoc.2015.06.055
[13] Gajda-Zagórska Ewa, Schaefer Robert, Smołka Maciej, Pardo David, Álvarez-Aramberri Julen, A Multi-objective Memetic Inverse Solver Reinforced by Local Optimization Methods. Journal of Computational Science, 18 (2017) 85-94, DOI: 10.1016/j.jocs.2016.06.007
Praca wprowadza nową złożoną strategię rozwiązywania problemów Pareto. Składa się ona z dwóch komponentów: hierarchicznej strategii memetycznej wyposażonej w selekcję MOEA oraz procedury poprawiania rozwiązań przy pomocy procesów optymalizacji wypukłej uruchamianych dla lokalnych kryteriów skalaryzacji. Przykłady obliczeniowe pokazują przewagę proponowanej metody nad podejściem tradycyjnym.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1877750316301089
[14] Schaefer Robert, Łoś Marcin, Sieniek Marcin, Demkowicz Leszek, Paszyński Maciej, Quasi-liniear computational cost adaptive solvers for three dimensional modeling of heating of a human head induced by cell-phone, Journal of Computational Sciences, 11 (2015) 163-174, DOI: 10.1016/j.jocs.2015.09.009
W pracy zaproponowano nowy algorytm rozwiązywania trudnych i ważnych problemów niestacjonarnych z wykorzystaniem schematów typu Cranka-Niholsona. Umożliwia on równoległe prowadzenie obliczeń dla różnych kroków czasowych. Algorytm został wytestowany dla ważnego problemu rozwiązania równania Pennsa w obszarze ludzkiej głowy. Źródła ciepła w modelu głowy zostały wyznaczone na podstawie rozwiązań równań Maxwella.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1877750315300235
[15] Leszek Siwik, Maciej Woźniak, Victor Trujillo, David Pardo, Victor Manuel Calo, Maciej Paszyński, Parallel refined isogeometric analysis in 3D, IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 30(5) (2019) 1134-1142
W artykule opisujemy udoskonaloną metodę analizy izogeometrycznej (rIGA), która przyspiesza obliczenia za pomocą sekwencyjnych solwerów dokładnych. Strategia wzbogaca tradycyjne wysoce ciągłe przestrzenie IGA, wprowadzając hiperplany o niskiej ciągłości wzdłuż granic określonych wcześniej makroelementów. Proponujemy strategię rozwiązania dla rIGA dla równoległych maszyn z rozproszoną pamięcią i porównujemy koszty obliczeniowe rozwiązania rIGA z tradycyjną dyskretyzacją IGA.
https://ieeexplore.ieee.org/document/8523633
[16] Maciej Paszyński, Leszek Siwik, Maciej Woźniak, Concurrency of three-dimensional refined isogeometric analysis, Parallel Computing, 80 (2018) 1-22
W tym artykule przeprowadzamy analizę współbieżności udoskonalonej analizy izometrycznej (rIGA). Korzystamy z teorii śladów, aby zidentyfikować zestawy zadań, które mogą być wykonywane jednocześnie. Szacujemy również koszt obliczeniowy poszczególnych zadań. Finalnie przeprowadzamy eksperymenty numeryczne na reprezentatywnych trójwymiarowych siatkach podzielonych na makroelementy z kwadratowymi i sześciennymi funkcjami B-sklejanymi i porównujemy otrzymane wyniki numeryczne z szacunkami teoretycznymi.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167819118300875
[17] Maciej Woźniak, Marcin Łoś, Maciej Paszyński, Lisandro Dalcin, Victor Manuel Calo, Parallel fast isogeometric solvers for explicit dynamics, Computing and Informatics, 36(2) (2017) 423-448
W tym artykule przedstawiamy równoległą implementację szybkiego solwera izogeometrycznego do rozwiązywania niestacjonarnych problemów zależnych od czasu. Algorytm jest opisany w pseudokodzie. Prezentujemy teoretyczne szacowania złożoności obliczeniowej i komunikacyjnej dla pojedynczego kroku czasowego algorytmu równoległego.
http://www.cai.sk/ojs/index.php/cai/article/view/2017_2_423
[18] Ignacio Martinez-Fernandez, Maciej Woźniak, Luis E. Garcia-Castillo, Maciej Paszyński, Mesh-based multi-frontal solver with reuse of partial LU factorizations for antenna array, Journal of Computational Science, 18 (2017) 132-142
W tym artykule opisujemy nowe podejście do problemu obliczeniowego, oparte na wiedzy o strukturze siatki obliczeniowej. Proponujemy wrapper nad solwerem wielo-frontalnym, który dzieli problem obliczeniowy na kaskadę podproblemów, dla których wywoływany jest tradycyjny solwer wielofrontalny który wygeneruje dopełnienia Schura.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1877750316302083