Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen

Die Vorlesung "Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen" richtet sich Bachelor-/MasterstudentenInnen sowie LehramtskandidatInnen der folgenden Studiengänge:

  • Mathematik
  • Wirtschaftsmathematik
  • Mathematische Biometrie
  • CSE
  • Höheres Lehramt mit Mathematik

und hat einen Umfang von 2+1+1 SWS, also 6 LP.

Aktuelle Informationen

Die Abschlusspräsentationen (max. 20min Vortrag, 5min Diskussion) finden am 14.07. ab 8 Uhr s.t. in He22, E.19 statt.

  • 19.06.: Projekt 1 wurde aktualisiert.
  • 04.06.: Session 5 ist online.
  • 15.05.: Session 4 ist online.
  • 12.05.: Verbesserte Version von Session 2 ist online. Session 3 ist online.
  • 23.04.: Material für die Projekte und für die Session 1 sind online.
  • 20.04.: Artikel über die Historie der Optimalsteuerung ist online.
  • 14.04.: Skript, die Folien zur Optimalen Steuerung und zum numerischen Differenzieren sind online.
  • 27.03.: Homepage ist online.

Bitte melden Sie sich im SLC für die Vorlesung und für die Mailingliste an.

Inhalte

Die Vorlesung "Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen" (ehemals auch Numerik IV) vom Typ 2/1/1 behandelt folgende Themen:

  • Diskretisierungsverfahren für gewöhnliche Differentialgleichungen
  • Theorie und Numerik von Optimalsteuerungsproblemen

Termine

VorlesungDi, 8-10 UhrHe18, 2.20
ÜbungenFr, 14-16 UhrO27, 213 oder He18, E.20

In den wöchentlich stattfindenden Übungen werden die Großprojekte bearbeitet. Mehr dazu in der ersten Übung.

Wichtige Termine:

  • 14.04.2015: Erste Vorlesung.
  • 17.04.2015: Erste Übung in He18, E.20.
  • 14.07.2015: Vorstellung der Projektarbeiten
  • 31.07.2015: Deadline für die Ausarbeitung der Projekte

Kommunikation

Neben der Möglichkeit, Fragen direkt an die betreffenden Personen zu richten, gibt es noch folgende Möglichkeiten zum Informationsaustausch:

  • Sprechstunden (eventuell Termine ausmachen)
  • Fragen per E-Mail mit dem Betreff [NumODE]: Betreff
  • Mailingliste

Übungsblätter und Skript

Material für die Übungen:

Material für die Projekte:

  1. Rocket Launch
  2. Predator & Prey
  3. Flying Robot
  4. Plug Flow Tube Reactor (PFTR)
  5. Tumor Antiangiogenisis
  6. Voice Coil Motor
  7. One-Phase Chemotherapy
  8. Three-Phase Chemotherapy
  9. Ultrared Image Converter
  10. Maximal Flight Range

Weitere Dateien und Links:

  • Skript
  • Folien zur optimalen Steuerung
  • Folien zum numerischen Differenzieren
  • Artikel über die Historie der Optimalsteuerung
  • Link zum Thema "Teaching Math"

Literatur

Folgende Literatur ist zu empfehlen:

  • M. Gerdts: Optimal Control of ODEs and DAEs, de Gruyter, 2012
  • P. Deuflhard, F. Bormann: Numerische Mathematik 2, de Gruyter, 2008
  • R. Stoer, J. Burlisch: Numerische Mathematik 2, Springer 2000
  • A. E. Bryson, Y. C. Ho: Applied Optimal Control, Taylor & Francis Inc
  • C. Kanzow, C. Geiger: Theorie und Numerik restringierter Optimierungsaufgaben, Springer, Berlin 2002
  • J. Nocedal, S. J. Wright: Numerical Optimization (Springer Series in Operations Research and Financial Engineering),Springer, Berlin 2006
  • S. und M. Ulbrich: Nichtlineare Optimierung, Birkhäuser 2012
  • A. Quarteroni, F. Saleri, Scientific Computing with MATLAB, Springer 2003

Betreuung

  • Dozent: Prof. Dr. Dirk Lebiedz
  • E-Mail
  • Helmholtzstr. 20
  • Raum 1.05
  • 0731/50-23548

Prüfung und Vorleistung

Es wird eine alternative Prüfungsform geben. Eine Kleingruppe bearbeitet das Semester über ein Großprojekt, das am Ende des Semesters in einer Kurzpräsentation vorgestellt wird. Zusätzlich dazu gibt es eine schriftliche Ausarbeitung der Ergebnisse.

Die Vorleistung besteht in der aktiven Teilnahme an den Übungen.