Computeranwendungen in der Verfahrenstechnik (CBI+LSE) (CIVw)7.5 ECTS

Lectures:

• • Computeranwendungen in der Verfahrenstechnik 1 (WS 2012/2013)
    (Übung, 1 SWS, Thorsten Pöschel et al.)
  • Computeranwendungen in der Verfahrenstechnik 1 - Numerische Modellierung (NumMod) (WS 2012/2013)
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Thorsten Pöschel, Fri, 16:15 - 17:45, Audimax, (außer Fri 1.2.2013, Fri 8.2.2013); single appointment on 1.2.2013, single appointment on 8.2.2013, 16:15 - 17:45, H4; Ausweichtermin und -ort bei geringer Teilnahme auf Fr 12-14 im HE nach Absprache evtl. möglich)
  • Computeranwendungen in der Verfahrenstechnik 2 (SS 2013)
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Thorsten Pöschel, Thu, 10:15 - 11:45, H7)
  • Computeranwendungen in der Verfahrenstechnik 2 (SS 2013)
    (Übung)

Empfohlene Voraussetzungen:

Es wird empfohlen, dass sich Interessierte schon im Vorfeld mit dem Programm MATLAB auseinandersetzen. Mathematische Vorkenntnisse, z.B. zu Differentialgleichungen, sind hilfreich.

Inhalt:

Das erste Modul zu CIV1 führt in die Software MATLAB und ihre Funktionsweise ein. Im zweiten Modul zu CIV1 werden verschiedene grundlegende numerische Verfahren vorgestellt und auf konkrete Probleme angewandt.
CIV2 beinhaltet nähere Verfahren zu, u.a., Prozeßsystemmodellierung, Zelluläre Automaten, Molekulardynamik, Fluiddynamik, digitale Bildverarbeitung.

Lernziele und Kompetenzen:

Modul #1 zu CIV1 - Einführung in die Software MATLAB:

• 1.1. MATLAB 1 (Variablen, Vektoren)

• 1.2. MATLAB 2 (Funktionen, script- und function files, anonymous functions, versch. Befehle)

• 1.3. MATLAB 3 (Schleifen, Verzweigungsstrukturen, IO)

• 1.4. MATLAB 4 (Plots, Zufallszahlen, Histogramme, Datentypen)
  

Modul #2 zu CIV1 - Grundlegende numerische Verfahren

• 2.1. Nullstellenbestimmung / Gleichungslösung (Fixpunktiterationen, Bisektions-methode, Regula Falsi, Newton-Raphson-Verfahren, Sekantenverfahren, Nullstellen von Polynomen, MATLAB-Befehle: roots, fzero)

• 2.2. Regression (Lineare Regression, Linearisierung, nicht-lineare Regression)

• 2.3. Numerische Integration (Trapezregel, Simpsonregel, Mehrdimensionale Integration)

• 2.4. Gewöhnliche Differentialgleichungen (Euler-Verfahren, Heun-Verfahren, Runge-Kutta-Verfahren, Systeme gewöhnlicher Differentialgleichungen, Differentialgleichungen höherer Ordnung)

• 2.5. Partielle Differentialgleichungen (Wärmeleitungsgleichung)
  

CIV2:

• Stöchiometrie und Prozeßsystem-Modellierung (Reaktionssysteme, stöchiometrische Matrix, Reaktionsraten, Produktionsraten)

• Chemische Kinetik und Populationsdynamik (Differentialgleichungen: radioaktiver Zerfall, Reaktionsgleichungen, Räuber-Beute-Beziehung)

• Reaktions-Diffusionssysteme und stochastische Modellierung (Brüsselator, Gillespie-Algorithmus)

• Stochastische Optimierung (Zielfunktionen, globales/lokales Optimum, Zufallssuche, Simulated Annealing)

• Zelluläre Automaten (Nagel-Schreckenberg-Modell, random walk, diffusionsbegrenztes Wachstum)

• Molekulardynamik (Newtonsche Gleichungen, Verlet-Liste, Linked-Cell-Algorithmus, ereignisgesteuerte Molekulardynamik)

• Monte-Carlo-Simulation (DSMC) (Boltzmann-Gleichung, Geschwindigkeitsverteilungsfunktion)

• Fluidmechanik (CFD) (hydrodynamische Gleichungen)

• Digitale Bildverarbeitung (Bildstatistik: Mittelwert und Varianz, Filter)

Organisatorisches:

Für CIV1 und CIV2 wird je eine schriftliche Klausur von 90 min abgehalten.
CIV1 (V: 2 SWS, UE: 1 SWS) wird im Wintersemester gelesen, CIV2 (V: 2 SWS, UE: 1 SWS) im Sommersemester.

Weitere Informationen:

Studien-/Prüfungsleistungen:

CIV1 (Prüfungsnummer: 33101)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 33.3 %

Erstablegung: WS 2012/20132. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Thorsten Pöschel

Termin: 30.09.2013, 16:00 Uhr, Ort: Mensa-Süd
Termin: 03.04.2014, 13:00 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 15.07.2014, 16:30 Uhr, Ort: s. Aushang

CIV2 (Prüfungsnummer: 33102)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 66.7 %

Erstablegung: SS 20132. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Thorsten Pöschel

Termin: 10.10.2013, 10:15 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 25.03.2014, 16:00 Uhr, Ort: H 11
Termin: 01.10.2014, 08:00 Uhr, Ort: Mensa-Süd