Veranstaltung: Computational Engineering 2

Nummer:
141378
Lehrform:
Vorlesung und Übungen
Medienform:
rechnerbasierte Präsentation, Tafelanschrieb
Verantwortlicher:
Priv.-Doz. Dr. Jürgen Geiser
Dozent:
Priv.-Doz. Dr. Jürgen Geiser (ETIT)
Sprache:
Englisch
SWS:
2
LP:
3
Angeboten im:
Wintersemester

Termine im Wintersemester

  • Vorlesung: Montag den 18.03.2019 ab 09:00 bis 16.00 Uhr im ID 03/445
  • Vorlesung: Dienstag den 19.03.2019 ab 09:00 bis 16.00 Uhr im ID 03/445
  • Vorlesung: Mittwoch den 20.03.2019 ab 09:00 bis 16.00 Uhr im ID 03/445
  • Vorlesung: Donnerstag den 21.03.2019 ab 09:00 bis 16.00 Uhr im ID 03/445
  • Vorlesung: Freitag den 22.03.2019 ab 09:00 bis 16.00 Uhr im ID 03/445

Prüfung

Termin wird vom Dozenten bekannt gegeben

Prüfungsform:schriftlich
Prüfungsanmeldung:Direkt bei der Dozentin bzw. dem Dozenten
Dauer:60min

Ziele

  • Konsolidierung der Modellierung von elektromagnetischen Feldern mittels der Maxwellgleichung aus der Vorlesung Computational Engineering 1.
  • Vorbereitung der theoretischen Grundlagen zur Lösung von partiellen Differentialgleichungen.
  • Kommunikation und Umsetzung von numerischen Lösungsverfahren, die robust und effizient sind.
  • Kommunikation und Umsetzung von sogenannten gekoppelten Verfahren, z.B. dem FDTD methods (Finite-Difference Time-Domain methods), mit dem man Zeit- und Raumdiskretisierungen koppeln kann und dadurch die Rechenzeiten verkürzt.
  • Konsolidierung von Raum- und Zeitzerlegungsverfahren und deren Parallelisierung.
  • Einführung in kommerzielle und akademische Simulationsprogramme zur Lösung von elektrodynamischen Modellen

Inhalt

  • Herleitung der hierarchischen Modellgleichungen für die Elektrodynamik (Liouville-, Boltzmann- und Maxwellgleichungen)
  • Wiederholung und Konsolidierung von den numerischen Methoden für die Maxwellgleichung, d.h. FDTD Methoden und Gebietszerlegungsmethoden.
  • Parallele Methoden im Bereich der Raum- und Zeitzerlegungsverfahren, z.B. Schwarz-Waveform-Relaxation-Methoden und Parareal-Methoden.
  • Anwendungsbeispiele im Bereich der Wellelgleichung, Dipolantenne, Fluid- und Partikel-Transport in elekromagnetischen Feldern.
  • Fortgeschrittene praktische Übungen am Rechner im Bereich der MATLAB-Programmierung.

Voraussetzungen

keine

Empfohlene Vorkenntnisse

  • In­hal­te der Mo­du­le Ma­the­ma­tik 1-3
  • Computational Engineering I (wünschenswert, aber nicht obligatorisch)

Sonstiges

Die Vor­le­sung wird als Blo­ck­vor­le­sung ge­ge­ben. Die Prü­fung fin­det am Ende des Vor­le­sungs­blocks, d.h. am Frei­tag, statt. Im Kurs wird ein Ma­nu­skript ver­wen­det, wel­ches auch später als Buch (J.​Geiser, Com­pu­ta­tio­nal En­gi­nee­ring: Theo­rie und Anwendung im Bereich der Elekrodynamik, Sprin­ger View­eg) er­schie­net. Weil die Teil­neh­mer­an­zahl be­grenzt ist, sol­len sich in­ter­es­sier­te Teil­neh­mer vorab bis 04.​03.​2019 im Se­kre­ta­ri­at bei Elke Kon­ha­eu­ser (konhaeuser@tet.ruhr-uni-bochum.de).

Termine im Wintersemester 2019:
  • Montag 18.03.2019, 09:00-16.00, im Raum ID 03/445
  • Dienstag 19.03.2019, 09:00-16.00, im Raum ID 03/445
  • Mittwoch 20.03.2019, 09:00-16.00, im Raum ID 03/445
  • Donnerstag 21.03.2019, 09:00-16.00, im Raum ID 03/445
  • Freitag 22.03.2019, 09:00-16.00, im Raum ID 03/445

Die prak­ti­schen Übun­gen fin­den in MAT­LAB statt und sind im Raum ID 1/104 (CIP Raum).

Der Kurs wurde mehr­fach mit dem eLe­arning Label der RUB von 2016-2018 aus­ge­zeich­net. Im SS2016 hat der Kurs den eLe­arning Preis im SS2016 (18th ele­arning-pri­ze) mit dem "in-class and out-of-class"-Kon­zept ge­won­nen.