Inhalt

Numerische Simulationen spielen in den Ingenieur- und Naturwissenschaften eine immer größere Rolle; oft sind sie der einzige Weg, um zu Ergebnissen zu gelangen, die durch Experimente nicht zu erreichen sind. Um eine genügend genaue Simulation zu erreichen, müssen die zugehörigen partiellen Differentialgleichungen oft auf einem sehr feinen Gitter diskretisiert werden. Sowohl bei stationären als auch zeitimpliziten Methoden führt die Diskretisierung – entweder direkt oder nach Linearisierung – auf die Lösung sehr großer algebraischer linearer Gleichungssysteme.

In der Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen I werden Gebietszerlegungsverfahren zur Lösung der aus der Diskretisierung der partiellen Differentialgleichungen resultierenden Probleme behandelt. Hierbei handelt es sich um vorkonditionierte Iterationsverfahren, die sich sehr gut zum Einsatz auf Parallelrechnern eignen. Zusätzlich haben sie sich als sehr robust für viele Anwendungsprobleme aus den Ingenieur- und Naturwissenschaften sowie der Medizin erwiesen. In der Vorlesung werden verschiedene Algorithmen hergeleitet, analysiert und implementiert (Matlab).

Vorlesungen

Dozent: Prof. Dr. Axel Klawonn:

• Di. 12:00 - 13:30 Uhr, MI, Hörsaal (Raum 2.03)
• Do. 12:00 - 13:30 Uhr, MI, Hörsaal (Raum 2.03)

Übungsgruppen

• Mittwoch, 8:00 - 9:30 Uhr, MI, Seminarraum 1 (Raum 0.05)
  Übungsleiter:
  Janine Weber: janine.weber(at)uni-koeln.de
  Deniz Cevik: deniz.cevik(at)gmx.de
• Montag, 12:00 - 13:30 Uhr, MI, Seminarraum 1 (Raum 0.05)
  Übungsleiter:
  Jascha Knepper: jascha.knepper(at)uni-koeln.de
  Deniz Cevik: deniz.cevik(at)gmx.de

Tutorium

Montag, 10:00 - 11:30 Uhr, MI, Seminarraum 2 (Raum 2.04)

Das Tutorium gibt die Möglichkeit Fragen zur Vorlesung und Übung zu stellen, die dort nicht geklärt werden konnten.

Sprechstunde

Nach Vereinbarung bei einen der Übungsleiter*innen oder auf gut Glück.

• Janine Weber: MI, Raum 1.22
• Jascha Knepper: MI, Raum 0.10

Zulassungsvoraussetzungen zur Klausur:

• 50% erreichte Übungspunkte in der ersten Semesterhälfte
• 50% erreichte Übungspunkte in der zweiten Semesterhälfte
• alle Programmieraufgaben erfolgreich bearbeitet
• Vorrechnen einer eigenen Lösung

Hinweis: Die Programmieraufgaben werden bepunktet, um ein entsprechendes Feedback zu geben, gehen aber nicht in die Gesamtpunktzahl ein, d.h. sie sind von den 50% Grenzen entkoppelt.

Klausurtermine

Klausur: Dienstag, 12. Februar 2019, 8:30 - 11:30 Uhr, Hörsaal 1 der Physik

Nachklausur: Donnerstag, 21. März  2019, 14:00 - 17:00 Uhr, S1 (MI)

Übungen

Übungseinteilung

• Übung 1, Ausgabe Freitag, 12.10.2018, Abgabe bis Donnerstag 18.10.2018, 12 Uhr
• Übung 2, Ausgabe Mittwoch, 17.10.2018, Abgabe bis Mittwoch 24.10.2018, 16 Uhr
• Übung 3, Lsg. Aufg. 4
• Übung 4
• Übung 5, Programmierteil b) Gittererzeugung, Gitterpartitionierung
• Übung 6
• Übung 7
• Übung 8
• Übung 9, Gitterpartitionierung
• Übung 10
• Übung 11, Kantenbestimmung
• Übung 12, Kantenbestimmung
• Übung 13

Abgabe

Wann: Siehe Übungsblatt (an Feiertagen verschiebt sich die Abgabe i.d.R. auf den nächst möglichen Tag). 

Wo: Kasten im MI, Raum 3.01.