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Theorie und Anwendung der Simulation

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Theorie und Anwendung der Simulation
Modulbezeichnung (engl.): Simulation Theory and Application
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Fahrzeugtechnik, Master, ASPO 01.04.2021
Code: FTM-MATH
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P242-0104
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
5V (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
6
Studiensemester: 2
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur 90 min

[letzte Änderung 16.09.2022]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

FTM-MATH (P242-0104) Fahrzeugtechnik, Master, ASPO 01.04.2021 , 2. Semester, Pflichtfach
FTM-MATH (P242-0104) Fahrzeugtechnik, Master, ASPO 01.04.2023 , 2. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 75 Veranstaltungsstunden (= 56.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 6 Creditpoints 180 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 123.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
FTM-VUQ Versuchsplanung und Qualitätskontrolle


[letzte Änderung 08.02.2022]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Marco Günther
Dozent/innen: Prof. Dr. Marco Günther

[letzte Änderung 15.04.2020]
Lernziele:
Im Rahmen ingenieurtechnischer Problemstellungen werden die Grundlagen zur mathematische Modellbildung und numerischen Methoden vermittelt. Die Studierenden kennen die grundlegenden Eigenschaften von partiellen Differentialgleichungen, einfache Lösungsmethoden und erfahren die Möglichkeiten und Einschränkungen der numerischen Umsetzung anhand der Finiten Differenzen Methode. Ein Verständnis über die Vorgehensweise und Eigenschaften der Finiten Elemente Methode wird über ein Simulationstool erworben.

[letzte Änderung 07.10.2021]
Inhalt:
- Grundlagen der Vektoranalysis
- Grundlagen zu partiellen Differentialgleichungen
- Lineare partielle Differentialgleichungen (PDEs) 2.Ordnung
  Herleitung der klassischen PDEs 2.Ordnung, Lösung mittels Separationsansatz
- Grundbegriffe der Numerik (wie Stabilität, Konvergenz, Fehler)
- Finite Differenzen Methode (FDM)
- Anwendung der FDM auf Randwertprobleme und Anfangsrandwertprobleme
- Umsetzung numerischer Methoden zum Lösen von PDEs in einer Umgebung wie Octave/Matlab
- Grundlagen der Finiten Elemente Methode (FEM)
- Comsol Multiphysics als Simulationswerkzeug und numerische Berechnung von PDEs
- Einfache Grundlagen und Simulationen mit Simulink


[letzte Änderung 15.11.2021]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Die Veranstaltung wird nach der LTC-Methode (LTC=Learn Team Coaching) durchgeführt.

[letzte Änderung 07.10.2021]
Literatur:
Angermann A., Beuschel M, Rau M., Wohlfarth U.: MATLAB – Simulink – Stateflow
Knabner P., Angermann L.: Numerik partieller Differentialgleichungen
Schwarz: Numerische Mathematik

[letzte Änderung 07.10.2021]
[Tue Jun 18 21:03:03 CEST 2024, CKEY=ftdsus, BKEY=ftm, CID=FTM-MATH, LANGUAGE=de, DATE=18.06.2024]