Modulbezeichnung | Numerik partieller Differentialgleichungen |
Modulcode | mat595 |
Kreditpunkte | 9.0 KP |
Workload | 270 h |
Fachbereich/Institut | Institut für Mathematik |
Verwendet in Studiengängen |
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Ansprechpartner/-in |
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Teilnahmevoraussetzungen | |
Kompetenzziele | - Systematische Vertiefung und Erweiterung der im Bachelorstudium erlangten Kenntnisse und Fähigkeiten zur Mathematik - Vernetzung des eigenen mathematischen Wissens durch Herstellung auch inhaltlich komplexer Bezüge zwischen den verschiedenen Bereichen der Mathematik - Kennenlernen vertiefter Anwendungen der Mathematik, auch exemplarisch mit Projektcharakter - Beherrschen wichtiger Verfahren und Algorithmen - Fähigkeit zur Anwendung durch Implementierung konkreter Probleme und durch Beherrschung der gängigen Software - Beherrschen der Analyse und Komplexität von Algorithmen - Stärkung des mathematischen Urteilsvermögens und des akademischen Selbstvertrauens durch sowohl breite als auch vertiefte Kenntnis der Reinen und Angewandten Mathematik - Kennenlernen von grundlegenden numerischen Methoden zum Lösen partieller Differentialgleichungen - Verständnis von grundlegenden numerischen Verfahren und ihren Konvergenzeigenschaften - Fähigkeit zur Entwicklung und Implementation von Algorithmen zum Lösen partieller Differentialgleichungen - Erweiterung des im Bachelorstudium erworbenen Wissens durch Vertiefung in einem weiterführenden mathematischen Gebiet - Vernetzung des eigenen mathematischen Wissens aus den Bereichen der theoretischen Analysis, angewandten Mathematik und des wissenschaftlichen Rechnens - Querverbindungen zu den Modulen: Einführung in die Numerik, Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen, Elementare Methoden der partiellen Differentialgleichungen, Theorie der partiellen Differentialgleichungen - Inhaltliche Querverbindungen: Numerische Approximation von Funktionen, Interpolation und Projektion, Stabilität und Konvergenz von Algorithmen, Partielle Differentialgleichungen, Distributionen, Zeitschrittverfahren |
Modulinhalte | - Mathematische Modelle mit partiellen Differentialgleichungen 2. Ordnung - Finite-Differenzen-Methode für die Poisson Gleichung: Konstruktion, Fehleranalysis und Implementierung - Analysis abstrakter variationeller Formulierungen, allgemeine Fehleranalysis - Finite-Elemente-Methode für die Poisson Gleichung: Konstruktion, Datenstrukturen und Implementierung, Fehleranalysis - Adaptive Finite-Elemente-Methode - Numerische Verfahren für die Wärmeletungsgleichung: Linienmethode, Zeitschrittverfahren - Numerische Verfahren für hyperbolische Probleme |
Literaturempfehlungen | S.C. Brenner, L.R. Scott: The Mathematical Theory of Finite Element Methods, Springer Verlag, 2008 D. Braess: Finite Elemente: Theorie, schnelle Löser und Anwendungen in der Elastizitätstheorie, Springer Verlag, 2013 W. Hackbusch: Theorie und Numerik elliptischer Differentialgleichungen, Springer Verlag, 2017 P. Knabner, L. Angermann: Numerik partieller Differentialgleichungen. Eine anwendungsorientierte Einführung, Springer Verlag, 2000 G. Dziuk: Theorie und Numerik partieller Differentialgleichungen, de Gruyter Verlag, 2010 |
Links | |
Unterrichtsprachen | Deutsch, Englisch |
Dauer in Semestern | 1 Semester |
Angebotsrhythmus Modul | regelmäßig |
Aufnahmekapazität Modul | unbegrenzt |
Hinweise | Studienschwerpunkt: A, C |
Modullevel / module level | MM (Mastermodul / Master module) |
Modulart / typ of module | Wahlpflicht / Elective |
Lehr-/Lernform / Teaching/Learning method | |
Vorkenntnisse / Previous knowledge | Einführung in die Numerik |
Lehrveranstaltungsform | Kommentar | SWS | Angebotsrhythmus | Workload Präsenzzeit |
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Vorlesung | 4.00 | -- | 56 h | |
Übung | 2.00 | -- | 28 h | |
Präsenzzeit Modul insgesamt | 84 h |
Prüfung | Prüfungszeiten | Prüfungsform |
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Gesamtmodul | nach Ende der Vorlesungszeit |
Klausur oder mündliche Prüfung oder Fachpraktische Übung (KMÜ) |