Kurt Frischmuth: Modellierung u. Programmierung - Analysis und Numerik

Kurt Frischmuth

Praktikum

Modellierung und Programmierung - Analysis und Numerik



Inhalt

Mathematische Analysis und numerische Auswertung von Modellen realer Prozesse spielen in der modernen Wissenschaft eine immer größere Rolle.

Die Lehrveranstaltung soll Kompetenzen in der Anwendung von Werkzeugen der Numerischen Mathematik, Linearen Algebra und Analysis vermitteln.

Von jedem Teinnehmer wird erwartet ein entsprechendes Thema kreativ zu bearbeiten, hierzu ein eigenes Programm in einer höheren Sprache zu entwickeln,
zu seinen Ergebnissen einen Bericht zu verfassen und eine Präsentation zu erstellen und zu verteidigen.



Ablauf

Die Veranstaltungen finden planmäßig dienstags um 13:15 Uhr in HS 326/327 statt.
Bei Krankheit oder anderen Problemlagen kann Online-Teilnahme per Mail angefragt werden.
In diesen Fällen wie auch für Online-Konsultationen gilt folgender Zugang:
Zoom-Meeting ModProPra24     (Meeting-ID: 667 5235 1536        Kenncode: 902581


Themen

vergebene Themen:

2024S01F Freiwurf Ein Basketball soll ohne Kontakt zu Korbring sauber eingeworfen werden.
Alle Wurfwinkel und Startgeschwindigkeiten sind zu bestimmen. Vergleich zu 3-Punkte-Wurf?
LS
2024S07F Frische Fische Eine Population werde eingeteilt in Altersklassen. Man simuliere die zeitliche Entwicklung unter Wachstum, Alterung und Sterberisiko - insbesondere durch einen Räuber, der sich wiederum von adulten Opfern aus der Beutepopulation nährt. EW
2024S08F Skeleton Flächenhaft dargestellte monochrome Objekte sind als Polygonzüge vereinfacht zu repräsentieren. Hierzu reduziere man die gefärbten Flächen, bis nur noch eine gedachte Mittellinie (Skelett) verbleibt. Insbesondere sind Endpunkte, Knickstellen und Kreuzungspunkte zu erkennen. FS
2024S09F Reaktion Identifiziere an Hand gemessener Konzentrationsverläufe ausgewählte Parameter eines biologischen Modells durch Minimierung von Fehlerquadratsummen zwischen Daten und simulierten Zeitverläufen! TL
2024S11F Sudoku Programmiere einen Sudoku-Solver und teste ihn an Hand aktueller Aufgaben! VJ
2024S12F Stab-ilität Man untersuche Druckstäbe unter verschiedenen Randbedingungen auf ihre kritische Last. NH
2024S13F Osmose Man modelliere ein offenes und ein geschlossenes Osmometer. Hierzu wird ein Röhrchen mit einer Lösung betrachtet, welches mittels einer semi-permeablen Membran von einem Lösungsmittel getrennt ist. Das Lösungsmittel dringt wegen des osmotischen Druckes in das Röhrchen ein und verteilt sich durch Diffusion. Gesucht ist die Höhe der Flüssigkeitssäule bzw. die Verschiebung der Membran als Funktion der Zeit. AF
2024S15F Enigma Man implementiere eine virtuelle Version einer klassischen Rotor-Chiffriermaschine inklusive Graphical User Interface.
(Thema vom Teilnehmer suggeriert)
EW
2024S16F Prisoners vs Escapees Man implementiere Visualisierungen zu einer nichtlineare Dynamik.
(Thema vom Teilnehmer suggeriert)
AE
2024S17F Volley Man modelliere und simuliere vereinfachte Spielzüge eines modifizierten Volleyballspiels.
(Thema vom Teilnehmer suggeriert)
LP




Anforderungen

Für das Modul sind 90 Stunden Zeitaufwand einzuplanen (3 ECP), wovon 25 Stunden für die Modellierung,
25 für die Programmierung, 10 für Rechnungen und je 15 für die Dokumentation in Form von Präsentation und Bericht angesetzt werden.
Darin enthalten ist der Zeitaufwand für Konsultationen, Teilnahme an den Kursen und den Vortrag selbst.
Grundsätzlich ist ein Beamer-Vortrag (LaTeX, documentclass{beamer}) auszuarbeiten und vor dem Vortragstermin einzureichen.
Jeder Vortrag soll ca. 10 min, aber nicht länger als 12 min dauern,
um Zeit für ca. 5 min Diskussion zu lassen.

Bei den Vorträgen der Kommilitonen ist sinnvoll zuzuhören, mit zu denken und mit zu diskutieren. Nichtzusehensein ist nicht gern gesehen.

Bis Semesterende ist ein Bericht einzureichen - eine entsprechende LaTeX-Hülse steht unten zum Download bereit.
Ein Umfang von etwa 15 Seiten ist anzustreben.

Beide Teilleistungen, Vortrag und Bericht, werden - je nach PO - einzeln oder zusammen - bewertet,
hierfür ist je eine (also ggfs. zwei!) bzw. eine entsprechende elektronische Prüfungsanmeldung zwingend. Teilnahme an den Kursen zu Matlab, Julia und LaTeX sind empfohlen, aber nicht verpflichtend. Grundkenntnisse in Analysis, Linearer Algebra, Numerik, Informatik und Programmierfertigkeiten werden vorausgesetzt.

Das Modul ist erfolgreich abgeschlossnen, wenn der Betreuer feststellt, dass
das aufgestellte Modell dem Thema entspricht,
Programm und Modell konsistent sind,
die Ergebnisse im Rahmen akzeptabler Toleranzen korrekt,
anhand der eingereichten Programmquellen nachvollziehbar
und durch Bericht wie Präsentation angemessen dokumentiert sind.

Sollte Plagiatsverdacht aufkommen und kann dieser nicht entkräftet werden, so wird das Modul als nicht bestanden gewertet.


Materialien

zum Download (werden im Nachgang zu den Kursen aktualisiert und ergänzt)

Schablone für Abschlussbericht:
MaxiMusterMensch.zip




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© Kurt Frischmuth, 29.04.2024