Modul FEM I und Angewandte Mathematik

Code:	221300
Modul:	FEM I und Angewandte Mathematik
Module title:	FEM I and Applied Mathematics
Version:	1.0 (09/2016)
letzte Änderung:	11.05.2021
Modulverantwortliche/r:	Prof. Dr. Fulland, Markus M.Fulland@hszg.de
	Prof.Dr.rer.nat. Pietschmann, Frank f.pietschmann@hszg.de

angeboten in den 20 Studiengängen:	Energie- und Umwelttechnik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2019
	Energie- und Umwelttechnik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2019
	Energie- und Umwelttechnik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2019
	Energie- und Umwelttechnik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2019
	Energietechnik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2017
	Energietechnik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
	Energietechnik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2017
	Energietechnik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018
	Energietechnik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2017
	Energietechnik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
	Energietechnik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2017
	Energietechnik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018
	Maschinenbau (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2017
	Maschinenbau (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
	Maschinenbau (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2017
	Maschinenbau (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018
	Maschinenbau KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2017
	Maschinenbau KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
	Maschinenbau KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2017
	Maschinenbau KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018

Modul läuft im:	SoSe (Sommersemester)
Niveaustufe:	Bachelor/Diplom
Dauer des Moduls:	1 Semester
Status:	Pflichtmodul
Lehrort:	Zittau
Lehrsprache:	Deutsch

Workload* in

SWS **

(Teil/)Semester

Zeit- std.

ECTS- Pkte

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2.1

2.2

3.1

3.2

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150

5

5.5

2

0

3.5

0

*	Gesamtarbeitsaufwand pro Modul (1 ECTS-Punkt entspricht einem studentischen Arbeitsaufwand von 30 Zeitstunden)
**	eine Semesterwochenstunde (SWS) entspricht 45 Minuten pro Woche

Selbststudienzeit in h	Angabe gesamt
	89

Lehr- und Lernformen:	In der Vorlesung erfolgt die theoretische Behandlung ausgewählter Ingenieurprojekte und der dazugehörigen Mathematik. Im begleitenden Mathcad-Praktikum werden die in der Vorlesung besprochenen Ingenieurprojekte mit Hilfe des CAS Mathcad einer Lösung zugänglich gemacht. Vertiefung des Vorlesungsstoffes im Praktikum.

Hinweise:

Prüfungsbeleg FEM 50% Mündliche Prüfung Angewandte Mathematik 20% Prüfungsbeleg Angewandte Mathematik 30%



Prüfung(en)
Prüfungen	Prüfungsleistung als Beleg (PB)	-	30.0%
	Prüfungsleistung als Beleg (PB)	-	50.0%
	mündliche Prüfungsleistung (PM)	20 min	20.0%

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Lerninhalt:

Finite-Elemente-Methode (Prof. Fulland) Es werden die mechanischen und mathematischen Grundlagen neben grundlegenden Kenntnissen zum Berechnungsablauf linearer Struktur-berechnungen mit der Finite-Elemente-Methode vermittelt. Das Praktikum macht mit der Anwendung eines kommerziellen FE-Programmsystems vertraut. Es werden elementare Aufgabenstellungen zur Statik und zur Dynamik gelöst und mit bekannten Lösungen verglichen. Angewandte Mathematik (Prof. Pietschmann) Im Lehrgebiet Ingenieurmathematik mit Mathcad wird das Ziel verfolgt, die Arbeitsweise und Syntax des CAS Mathcad kennenzulernen sowie ausgewählte Grundaufgaben der Ingenieurmathematik algorithmisch zu beschreiben und mit Hilfe des CAS Mathcad einer Lösung zugänglich zu machen. Dabei werden applikative Aufgaben aus verschiedenen Themengebieten bearbeitet, z. B. - Lösung nichtlinearer Gleichungen - Fehlerrechnung - Interpolation - Lineare Quadratmittelapproximation - Nichtlineare Quadratmittelapproximation - Analytische Lösung von Differentialgleichungen - Numerische Lösung von Gewöhnliche´n Differentialgleichungen - Numerische Lösung von Partiellen Differentialgleichungen

Lernergebnisse/Kompetenzen:
Fachkompetenzen:	- Fachkenntnisse und Faktenwissen - Anwenden von Wissen und Kenntnissen - selbstkritische Bewertung von Lösungsansätzen - Vermittlung der Fähigkeit zur Analyse und Synthese
Fachübergreifende Kompetenzen:	- Entscheidungstechniken - Kommunikations- und Kooperationsfähigkeit - Zielorientierung von Problemlösungssoftware - fachübergreifendes Agieren - komplexes und analytisches Denken - vernetztes Denken - Teamfähigkeit Die Studierenden werden zur Strukturierung von Sachverhalten, zur Problemanalyse und zur Problemlösung unter Nutzung mathematischer Methoden befähigt. Das Modul motiviert zur Teamfähigkeit, Leistungsbereitschaft und Durchhaltevermögen

Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme:	-
Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme:	Finite-Elemente-Methode Technische Mechanik I - III Angewandte Mathematik Ingenieurmathematik I und II

Literatur:

Finite-Elemente-Methode - G. Müller, C. Groth: FEM für Praktiker-Band 1 Grundlagen. expert verlag Rennigen - U. Stelzmann, C. Groth, G. Müller: FEM für Praktiker-Band 2 Strukturdynamik. expert verlag Rennigen-Malmsheim Weitere Literaturempfehlungen werden in der Vorlesung bekannt gegeben. Angewandte Mathematik - Benker, H.: Mathematik mit MATHCAD, Springer 2004 - Benker, H.: Differentialgleichungen mit MATHCAD und MATLAB, Springer 2005 - Benker, H.: Mathematik-Problemlösungen mit MATHCAD und MATHCAD PRIME, Springer 2013 - MathSoft, Inc.: Mathcad - Benutzerhandbuch mit Referenzteil, MITP-Verlag 2001 - MathSoft Engineering & Education, Inc.: Mathcad 12 - Benutzerhandbuch, Springer 2005 - Trölß, J.: Angewandte Mathematik mit Mathcad - Lehr- und Arbeitsbuch (4 Bände), Springer 2008