Diese Vorlesung vermittelt Grundlagen, welche zur Entwicklung und Anwendung numerischer Modelle im Umweltbereich notwendig sind. Dazu gehört eine Einführung in die mathematische Modellierung gewöhnlicher und partieller Differentialgleichungen, sowie Übungen zur Entwicklung und Programmierung einfacher Modelle.
Lernziel
Überblick über die Fähigkeiten und Grenzen numerischer Modelle im Umweltbereich; Verständnis von ausgewählten gewöhnlichen und partiellen Differentialgleichungen; Kenntnis von grundlegenden numerischen Verfahren zur Lösung dieser Gleichungen; Fähigkeit einfache numerische Verfahren zu entwerfen und zu programmieren.
Inhalt
Klassifikation numerischer Probleme, Einführung in die Methode der Finiten Differenzen, Zeitschrittverfahren, Nichtlinearität, konservative numerische Verfahren, Uebersicht über spektrale Methoden und Finite Elemente. Beispiele und Uebungen aus diversen Umweltbereichen.
Numerikübungen unter Verwendung von Python, 3 Übungsblöcke à 2 Stunden. Python-Kenntnisse werden nicht vorausgesetzt. Musterprogramme und Grafiktools werden abgegeben.