Universität Wien

260030 VO Finite Element und Randelementmethoden in der Physik (2017W)

Python Tools und Einführung in die Methoden zur Lösung von Differentialgleichungen. Überblick über numerische Verfahren in der Physik (Differenzenverfahren, finite Element und Randelementmethoden, Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen)

2.50 ECTS (2.00 SWS), SPL 26 - Physik
Moodle

Details

Sprache: Deutsch

Prüfungstermine

Lehrende

Termine (iCal) - nächster Termin ist mit N markiert

  • Mittwoch 04.10. 15:00 - 16:30 Seminarraum, Zi.504-506, Währinger Straße 17, 5. Stk., 1090 Wien (Vorbesprechung)
  • Donnerstag 05.10. 12:15 - 13:45 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien
  • Donnerstag 12.10. 12:15 - 13:45 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien
  • Donnerstag 19.10. 12:15 - 13:15 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien
  • Donnerstag 09.11. 12:15 - 13:15 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien
  • Donnerstag 16.11. 12:15 - 13:15 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien
  • Donnerstag 23.11. 12:15 - 13:45 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien
  • Donnerstag 30.11. 12:15 - 13:45 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien
  • Donnerstag 07.12. 12:15 - 13:45 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien
  • Donnerstag 14.12. 12:15 - 13:45 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien
  • Donnerstag 11.01. 12:15 - 13:45 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien
  • Donnerstag 18.01. 12:15 - 13:45 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien

Information

Ziele, Inhalte und Methode der Lehrveranstaltung

Einführung in Python

Verwendung von Python für Scientific Computing durch Verwendung von NumPy, SciPy und MatPlotlib

Numerische Methoden und mathematische Grundlagen

Lösung von partiellen Differentialgleichungen

Differenzenverfahren – Grundbegriffe der Stabilität am Beispiel der
Wärmeleitungsgleichung

Zeitintegrationmethoden – Implizite versus explizite Methoden

Lineare Gleichungssysteme – Bandmatrizen, Vorkonditionierung, CG-Verfahren,
Mehrgitterverfahren

Finite Element Methode – Einführung in Fenics, Eindimensionale Poissongleichung

Randelementmethode – Einführung in BEM++

Kopplung finite Element Methode und Randelementmethode

Ausgewählte Beispiele: Effiziente Berechnung von Feldverteilungen über Faltungen und FFT

Art der Leistungskontrolle und erlaubte Hilfsmittel

Schriftliche Prüfung am 25.01.2018 12:15 - 13:45 Erwin-Schrödinger-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 5. Stk., 1090 Wien

Alternativ kann ein Termin zu einer mündlichen Prüfung vereinbart werden

Mindestanforderungen und Beurteilungsmaßstab

Prüfungsstoff

Literatur

FEM and BEM:
[1] Johnson, Claes. Numerical solution of partial differential equations by the finite element method. Courier Corporation, 2012.
Verfügbar an der Universität:
Standort/Signatur:FB Wirtschaftswissenschaften und Mathematik 2.UG / Freihandbereich Mathematik 45513 Bibliotheksinfo

[2] http://jupiter.ethz.ch/~gfdteaching/femblockcourse/2015/other/fembemnotes.pdf

[3] Jung, Michael, and Ulrich Langer. Methode der finiten Elemente für Ingenieure: Eine Einführung in die numerischen Grundlagen und Computersimulation. Springer-Verlag, 2012.

[4] Langtangen, Hans Petter. Computational partial differential equations: numerical methods and diffpack programming. Vol. 2. Springer Science & Business Media, 2013.
Universität Wien, Online verfügbar

FEM Software:
https://fenicsproject.org/

BEM Software:
http://www.bempp.org

Zuordnung im Vorlesungsverzeichnis

MF 1, MaG 7, MaG 8, MaG 13, MaG 14

Letzte Änderung: Mo 07.09.2020 15:40