Til hovedinnhold
Norsk English

Forskningsgruppe Anvendt beregningsvitenskap

Forskningsgruppen utvikler avanserte numeriske metoder og algoritmer for å modellere komplekse fysiske systemer innen blant annet geoenergi og elektrokjemi, samt problemstillinger tilknyttet overflatevann og oseanografi.

Kontaktperson

Vår ekspertise

Vi tilbyr spisskompetanse innen utvikling og bruk av avanserte beregningsmetoder for å løse krevende modellerings- og simuleringsproblemer. Vi er eksperter på å utvikle nye algoritmer og omsette dem til effektiv, fleksibel og pålitelig programvare av profesjonell kvalitet.

Slik jobber vi

Vi er anvendte matematikere og informatikere som over mange år har opparbeidet dyp fagkompetanse innen våre anvendelsesområder. Denne kombinerer vi med en sterk drivkraft for å utvikle metoder og programvare som kan tilpasses ulike anvendelser uten å gå på kompromiss med nøyaktighet eller ytelse.

Vi bygger på en sterk tradisjon ved SINTEF Digital for utvikling av numeriske metoder, algoritmer og programvare av høy kvalitet siden tidlig på 1990-tallet, med pionerarbeid innen GPU-beregninger som en del av denne tradisjonen. Vår forståelse av samspillet mellom matematikk, algoritmer og maskinvare gjør at vi kan løse krevende beregningsproblemer på tvers av fagområder.

Hva skiller oss ut?

Vi kombinerer høy vitenskapelig kvalitet med god forståelse for industrielle behov. Gjennom mer enn 20 år har vi utviklet åpen programvare som brukes i forskning og industri verden over. Den gir oss og samarbeidspartnerne våre et felles grunnlag for å videreutvikle ideer fra grunnleggende forskning, teste nye metoder og bringe løsningene frem til operativ bruk.

Vi har imidlertid også gitt vesentlige bidrag til interne og kommersielle simuleringsverktøy. 

Et internasjonalt miljø

Gruppen består av 19 forskere, de fleste med doktorgrad i matematikk eller fysikk, i tillegg til flere master- og PhD-studenter. Vi samarbeider tett med ledende universiteter internasjonalt og har langvarige partnerskap med industrikunder verden over.

Strategiske satsinger

Vi videreutvikler vår ekspertise innen deriverbare simulatorer, optimering under usikkerhet og kombinasjoner av fysikkbaserte og datadrevne metoder. Vi undersøker også mulighetene for praktisk bruk av kvantedatamaskiner til vitenskapelige beregninger.

Siden høsten 2024 har vi arbeidet systematisk med hva agentisk KI betyr for beregningsvitenskapen. Vi bruker agenter i eget utviklingsarbeid og utvikler arbeidsflyter der brukere kan sette opp modeller, kombinere verktøy og analysere resultater i dialog med agenter som forskningsassistenter.

Et sentralt spørsmål er hva simulatorene må tilby for at agentene skal kunne arbeide godt med dem. Tydelige grensesnitt, informative feilmeldinger og dokumentasjon tilpasset både mennesker og maskiner er viktige deler av dette arbeidet. Vi bygger satsingen på praktisk erfaring med egne verktøy, blant annet JutulAgent, og konkrete problemstillinger. Arbeidet ledet frem til SINTEF AgentLab, som samler agentaktiviteten på tvers av SINTEF Digital.

Dette kan vi hjelpe deg med

  • Utvikle og forbedre simuleringsverktøy. Vi utvikler nye modeller og algoritmer, utvider eksisterende programvare og hjelper med krevende simuleringsmodeller og numeriske problemer. Erfaringen omfatter både utvikling av åpne rammeverk som MRST, OPM og JutulDarcy og vesentlige bidrag til interne og kommersielle verktøy hos industri og programvareleverandører.
  • Bygge fleksible multifysikksimulatorer. Vi kombinerer fysiske modeller og datadrevne metoder og utvikler deriverbare simulatorer med sensitivitetsberegninger for modellkalibrering og optimering. 
  • Utnytte moderne maskinvare. Vi tilpasser algoritmer og programvare til GPU-er og regneklustre og vurderer hvilke ytelsesgevinster dette kan gi. Vi utforsker også kvanteberegning for utvalgte problemstillinger.
  • Gjøre avansert simulering mer tilgjengelig. Vi utvikler grensesnitt og agentstøttede arbeidsflyter som hjelper brukere med å bygge modeller, koble sammen verktøy og undersøke resultater. Se også våre åpne lærebøker med kodeeksempler.

Vil du samarbeide med oss?

Ta med din utfordring til oss, så undersøker vi hvordan vår ekspertise kan bidra, og trekker inn andre miljøer i SINTEF ved behov. Vi samarbeider gjennom forsknings- og utviklingsprosjekter og tilbyr også kurs og faglig rådgivning.

Medarbeidere

Anvendelsesområder

Strømning i porøse medier

Strømning i porøse medier

Vi utvikler matematiske modeller, numeriske metoder og simuleringsverktøy for strømning i porøse medier. Arbeidet spenner fra grunnleggende metodeutvikling til industrielle reservoarsimuleringer, med anvendelser innen olje- og gassutvinning, CO₂- og...

Reservoarsimulering

Reservoarsimulering

Vi utvikler og forbedrer teknologi for reservoarsimulering, historietilpasning og produksjonsoptimering. Gjennom langsiktig samarbeid med energiselskaper og programvareleverandører har vi opparbeidet inngående kjennskap til simulatorenes virkemåte og...

Beregningsorientert geomekanikk

Beregningsorientert geomekanikk

Vi utvikler numeriske metoder og simuleringsverktøy for deformasjon og spenninger i geologiske formasjoner. Ekspertisen omfatter mekanikkberegninger på komplekse geometrier, kalibrering mot observasjoner og kobling til flerfasestrømning, med...

Modellering og simulering av CO₂-lagring

Modellering og simulering av CO₂-lagring

Vi utvikler modeller og simuleringsverktøy for å undersøke hvordan CO₂ beveger seg og holdes tilbake i undergrunnen. Fra raske vurderinger av lagringsområder til detaljerte strømningssimuleringer gir vi grunnlag for å analysere kapasitet...

Modellering av geotermi og varmelagring

Modellering av geotermi og varmelagring

Vi utvikler modeller og simuleringsverktøy for varmeproduksjon og varmelagring i undergrunnen. Ved å kombinere beregninger av strømning og varmetransport med optimering gir vi grunnlag for bedre utforming og drift av geotermiske anlegg og sesonglagre...

Modellering av gasslagring

Modellering av gasslagring

Vi utvikler modeller og simuleringsverktøy for gasslagring i undergrunnen, med særlig vekt på hydrogen i porøse geologiske formasjoner. Vi kombinerer flerfasestrømning, termodynamikk og biokjemiske prosesser for å undersøke lagringsforløp...

Beregningsorientert elektrokjemi

Beregningsorientert elektrokjemi

Vi utvikler numeriske metoder og simuleringsverktøy for elektrokjemiske systemer, med særlig vekt på litiumionbatterier. Vi kombinerer fysikkbasert modellering, effektiv flerfysikksimulering og gradientbasert optimering for å støtte utviklingen av...

Modellering av overvann og urban flom

Modellering av overvann og urban flom

Vi utvikler beregningsmetoder og programvare for å undersøke hvor overvann samler seg, hvilke veier det tar, og hvordan oversvømmelser utvikler seg. Raske terrenganalyser og dynamiske strømningsmodeller gir grunnlag for å sammenligne...

Modellering av kyststrømmer og stormflo

Modellering av kyststrømmer og stormflo

Presise beregninger av kyststrømmer, stormflo og havdrift er viktige for sjøsikkerhet, miljøvern og planlegging i kystområder. Sammen med kunnskap om usikkerheten gir de bedre grunnlag for søk- og redningsaksjoner, håndtering av forurensning og...

Metoder og verktøy for avansert simulering

Agentisk KI for vitenskapelige beregninger og simulering

Agentisk KI for vitenskapelige beregninger og simulering

Vi utvikler KI-agenter som hjelper forskere og ingeniører med å bygge modeller, kjøre simuleringer og utforske resultater. Med kompetanse i numeriske metoder, vitenskapelig programvare og agentteknologi kobler vi sammen verktøy og utvikler...

Deriverbar simulering og sensitivitetsanalyse

Deriverbar simulering og sensitivitetsanalyse

Hvordan påvirkes simuleringsresultatene når modellparametere, inngangsdata eller styringsvariabler endres? Vi utvikler deriverbare simulatorer og effektive metoder for sensitivitetsanalyse. Ved å kombinere automatisk derivasjon, adjungerte metoder og...

Simulatorutvikling og hurtig prototyping med åpen kildekode

Simulatorutvikling og hurtig prototyping med åpen kildekode

Vi utvikler simulatorer og fleksible rammeverk som gjør det enklere å prøve ut nye modeller og beregningsmetoder. Med over 20 års erfaring med åpen kildekode kombinerer vi numerisk ekspertise og programvareutvikling for å bringe ideer fra matematisk...

Agentisk utvikling av vitenskapelig programvare

Agentisk utvikling av vitenskapelig programvare

KI-agenter gir nye muligheter for å utvikle og videreutvikle vitenskapelig programvare. Vi kombinerer praktisk erfaring med agentiske verktøy med inngående kunnskap om numeriske metoder, simulatorer og programvarearkitektur. Vi hjelper deg å utforske...

GPU-akselerert simulering og numerikk

GPU-akselerert simulering og numerikk

Vi utvikler numeriske metoder og simuleringsprogramvare som utnytter GPU-er og moderne maskinvare effektivt. Ved å kombinere matematisk innsikt med parallell programmering hjelper vi deg å redusere beregningstiden, håndtere større modeller og...

Gridgenerering og diskretisering

Gridgenerering og diskretisering

Vi utvikler grid og numeriske diskretiseringer for komplekse geometrier og fysiske prosesser. Vår ekspertise omfatter strukturerte og ustrukturerte grid, fra Voronoi-grid og generelle polyhedrale celler til lokalt forfinede, kuttede og sammensatte...

Numerisk lineær algebra

Numerisk lineær algebra

Effektiv løsning av store ligningssystemer er avgjørende for mange vitenskapelige og industrielle beregninger. Vi utvikler numeriske metoder og programvare som utnytter problemets matematiske struktur og moderne maskinvare. Vår ekspertise omfatter...

Ikke-lineære løsningsmetoder og tidsintegrasjon

Ikke-lineære løsningsmetoder og tidsintegrasjon

Robuste løsningsmetoder er avgjørende når komplekse modeller skal gi pålitelige resultater innen rimelig tid. Vi utvikler algoritmer for ikke-lineære ligningssystemer og tidsavhengige problemer, med vekt på konvergens, nøyaktighet og...

Kontinuerlig optimering

Kontinuerlig optimering

Vi utvikler metoder og programvare for optimering av systemer beskrevet med matematiske modeller og numeriske simulatorer. Vi kombinerer effektive gradientberegninger med kunnskap om modellene og løsningsmetodene for å forbedre design, styring og...

Usikkerhetskvantifisering og dataassimilasjon

Usikkerhetskvantifisering og dataassimilasjon

Hvor sikre er resultatene fra en simulering, og hvordan kan målinger forbedre dem? Vi utvikler metoder for å beskrive usikkerhet, beregne hvordan den påvirker simuleringsresultater og oppdatere modeller med observasjoner. Vår ekspertise kombinerer...

Modellreduksjon og multiskalametoder

Modellreduksjon og multiskalametoder

Vi utvikler metoder som gjør store simuleringsmodeller raskere å løse og enklere å bruke i analyse, kalibrering og optimering. Gjennom oppskalering, multiskalametoder og reduserte modeller utnytter vi problemets struktur til å redusere...

Hybridmodellering med fysikk og maskinlæring

Hybridmodellering med fysikk og maskinlæring

Vi kombinerer fysikkbasert simulering og maskinlæring for å utvikle raske, trenbare modeller for komplekse systemer. Med utgangspunkt i fysiske sammenhenger og tilgjengelige data utvikler vi modeller for prediksjon, kalibrering og optimering. Vår...

Kvantedatabehandling

Kvantedatabehandling

Kvantedatabehandling er en fremvoksende teknologi med stort potensial til å endre både samfunn og næringsliv. Kvantedatamaskiner fungerer imidlertid på en grunnleggende annerledes måte enn klassiske datamaskiner, og for å utnytte dem fullt ut kreves...

Programvare med åpen kildekode

BattMo

BattMo

Battery Modelling Toolbox (BattMo) er et rammeverk for kontinuummodellering av elektrokjemiske enheter i MATLAB. Den første utviklingen inkluderer et pseudo-x-dimensjonalt (PXD) rammeverk for Doyle-Fuller-Newman-modellen for litiumionebattericeller...

GPU Ocean

GPU Ocean

Et GPU-akselerert simuleringssystem for å kjøre store ensembler av forenklede havmodeller i virkelige utsnitt av havet.

Fimbul

Fimbul

Fimbul er en moderne programvare med åpen kildekode, utviklet i Julia for simulering og analyse av geotermiske reservoarer og varme- og energilagringssystemer. Verktøyet gjør det enkelt å utforske, sammenligne og optimalisere ulike geoenergiløsninger...

Jutul

Jutul

Eksperimentelt Julia-rammeverk for fullstendig differensierbare multifysikk-simulatorer basert på implisitte finit-volum-metoder med automatisk differensiering.

MRST-co2lab

MRST-co2lab

MRST-co2lab tilbyr et sett med åpen kildekode-baserte simulatorer og arbeidsflytverktøy som er spesielt utviklet for studier av langsiktig, storskala lagring av CO2.

Open Porous Media (OPM)

Open Porous Media (OPM)

Open Porous Media (OPM) initativet tilbyr åpen kildekode-programvare for simulering, oppskalering og visualisering av prosesser i porøse medier, og spesielt rettet mot reservoarer.

Open Quantum Computing

Open Quantum Computing

Kvanteberegning er en fremvoksende teknologi med betydelig disruptiv kraft. Første generasjons kvanteberegning, som er forventet å komme innen de neste fem årene, vil være såkalte støyende mellomstore kvante (NISQ)-datamaskiner. Open Quantum...

SWIM

SWIM

Programvare for statisk modellering og predisjon av overvann basert på analyse av topografi/terreng.

Bildetekst toppbilde: ChatGPT