Scientific Computing

Inf-WissRech: Wissenschaftliches Rechnen

Inhalt

Die Vorlesung beschäftigt sich mit dem Einsatz des Rechners bei der Untersuchung naturwissenschaftlicher Fragestellungen. Anhand einiger Beispiele wird jeweils beschrieben, wie ein Phänomen im Rechner modelliert werden kann und welche Algorithmen sich für seine Behandlung verwenden lassen. Als Beispiele dienen

1. die Simulation der Bewegung von Punktmassen, beispielsweise von Flugbahnen, Pendeln oder Saiten,
2. als Spezialfall davon die Behandlung von gekoppelten Vielteilchensystemen, beispielsweise von Galaxien,
3. die Berechnung elektromagnetischer Felder,
4. die Simulation von Diffusionsprozessen, beispielsweise der Wärmeausbreitung in einem Material,
5. strukturmechanische Phänomene, beispielsweise die elastische Verformung eines Körpers sowie
6. Transportvorgänge, beispielsweise die Simulation von Grundwasserströmungen.

Die Vorlesung wird ergänzt durch praktische Übungen, in denen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer in die Lage versetzt werden, selbständig Modelle zu entwickeln und zu implementieren. Neben grundlegenden numerischen Techniken wie Zeitschrittverfahren, finiten Differenzen, finiten Elementen und Paneel-Clusterungsmethoden wird auch der Umgang mit für die Visualisierung der Simulationsergebnisse geeigneten Programmbibliotheken vermittelt.

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