PTI00150 – Numerische Mathematik und Simulation

Modul
Numerische Mathematik und Simulation
Numerical Mathematics and Simulation
Modulnummer
PTI00150
Version: 1
Fakultät
Physikalische Technik / Informatik
Niveau
Bachelor
Dauer
1 Semester
Turnus
Wintersemester
Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr. Mike Espig
mike.espig(at)fh-zwickau.de

Dozent/-in(nen)

Prof. Dr. Silke Kolbig
Silke.Kolbig(at)fh-zwickau.de

Lehrsprache(n)

Deutsch
in "Numerische Mathematik und Simulation"

ECTS-Credits

5.00 Credits

Workload

150 Stunden

Lehrveranstaltungen

3.00 SWS (1.00 SWS Praktikum | 2.00 SWS Vorlesung mit integr. Übung / seminaristische Vorlesung)

Selbststudienzeit

105.00 Stunden
30.00 Stunden Übungsaufgaben - Numerische Mathematik und Simulation
45.00 Stunden Selbststudium - Numerische Mathematik und Simulation
30.00 Stunden Vorbereitung Praktikum - Numerische Mathematik und Simulation

Prüfungsvorleistung(en)

Praktikumstestat
in "Numerische Mathematik und Simulation"

Prüfungsleistung(en)

schriftliche Prüfungsleistung -
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 90 min | Wichtung: 100%
in "Numerische Mathematik und Simulation"

Medienform
Keine Angabe
Lehrinhalte/Gliederung
  • Repetitorium zu elementaren numerischen Verfahren und Differentialgleichungen 1. Ordnung
  • Gegenstand und funktionalanalytische Grundlagen (Skalarprodukt, Norm und Metrik, Orthonormalsys-teme, Banachscher Fixpunktsatz) der numerischen Mathematik
  • Numerische Lösung von Differentialgleichungen (Anfangswertprobleme, Ein- und Mehrschrittverfah-ren, Fehlerschätzungen, Systeme) sowie deren Einsatz in dynamischen Systemen
  • Verfahren der Interpolation (Polynominterpolation, Fehlerabschätzung und Stützstellenwahl, kubische Spline-Interpolation) und der Approximation im quadratischen Mittel (diskrete und kontinuierliche gewichtete Approximation von Punktmengen und Funktionen, Normalgleichungssysteme und Approxi-mation bez. Orthogonalsystemen)
  • Dynamische Simulationssoftware (Signalflusspläne, grafische Entwicklungsumgebung und Blocksets)
  • Rechentechnische Umsetzung der Verfahren innerhalb von Softwaresystemen und deren Einsatz in dynamischer Simulationssoftware
  • Selbstständige Erarbeitung weiterer Verfahren und Umsetzung im Praktikum
Qualifikationsziele

Der Student soll nach Abschluss des Moduls in der Lage sein, Verfahren der numerischen Mathematik eigenständig applikativ einzusetzen. Dazu gehören die Beherrschung der funktionalanalytischen Grundlagen ebenso wie der Erwerb von:

  • Wissen und Kenntnissen zu den Algorithmen und Methoden ausgewählter Teilgebiete und deren Anwendung
  • Fähigkeiten zum Einsatz in dynamischer Simulationssoftware und zum selbstständigen Ausbau des erworbenen Wissens auf andere Teilgebiete Fertigkeiten im rechentechnischen Einsatz der Verfahren
Sozial- und Selbstkompetenzen
Keine Angabe
Besondere Zulassungsvoraussetzung

keine

Empfohlene Voraussetzungen

Inhalt entsprechend der Module:
Mathematik/Algebra und Analysis sowie Angewandte Mathematik

Fortsetzungsmöglichkeiten
Keine Angabe
Literatur
  • G. Engeln-Müllges/K. Niederdrenk/R. Wodicka, Numerik-Algorithmen
  • J. Douglas Faires/R. L. Burden, Numerische Methoden
Hinweise
Keine Angabe