Letzte Änderung : 23.04.2025 12:09:00
| Studiengänge >> Elektrische Energiesysteme 2024 Dipl.-Ing. (FH) >> Numerik/Simulation |
| Code: | 276350 |
| Modul: | Numerik/Simulation |
| Module title: | Numerical Analysis/Simulation |
| Version: | 1.0 (03/2021) |
| letzte Änderung: | 19.02.2024 |
| Modulverantwortliche/r: | Prof. Dr.-Ing. Meißner, Knut Knut.Meissner@hszg.de |
| angeboten in den 14 Studiengängen: | Automatisierung und Mechatronik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2021 | Automatisierung und Mechatronik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2021 | Automatisierung und Mechatronik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2024 | Automatisierung und Mechatronik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2021 | Automatisierung und Mechatronik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2021 | Automatisierung und Mechatronik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2024 | Elektrische Energiesysteme (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2021 | Elektrische Energiesysteme (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2021 | Elektrische Energiesysteme (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2024 | Elektrische Energiesysteme KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2021 | Elektrische Energiesysteme KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2021 | Elektrische Energiesysteme KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2024 | Elektrotechnik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2024 | Elektrotechnik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2024 |
| Modul läuft im: | WiSe (Wintersemester) |
| Niveaustufe: | Bachelor/Diplom |
| Dauer des Moduls: | 1 Semester |
| Status: | Pflichtmodul |
| Lehrort: | Zittau |
| Lehrsprache: | Deutsch |
| Workload* in | SWS ** | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Zeit- std. | ECTS- Pkte |
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| * | Gesamtarbeitsaufwand pro Modul (1 ECTS-Punkt entspricht einem studentischen Arbeitsaufwand von 30 Zeitstunden) |
| ** | eine Semesterwochenstunde (SWS) entspricht 45 Minuten pro Woche |
| Selbststudienzeit in h | ||||
Vor- und Nachbereitung LV |
Vorbereitung Prüfung |
Sonstiges |
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| Lehr- und Lernformen: | Die Vermittlung des Fachwissens erfolgt in Form von Vorlesungen. Die Studierenden lernen hier ausgewählte numerische Methoden, Konzepte sowie Algorithmen kennen. Die Vertiefung der Studieninhalte erfolgt im Rahmen von Seminaren/Übungen und Praktika sowie der Prüfung in Form der Belegarbeit. |
| Prüfung(en) | |||
| Prüfungsvorleistung | Prüfungsvorleistung Laborarbeit (VL) | ||
| Prüfung | Prüfungsleistung als Beleg (PB) | 100.0% | |
| Lerninhalt: |
Im Vordergrund der Lehrveranstaltung stehen die Problemanalyse sowie die Entwicklung geeigneter numerischer Algorithmen für ingenieurtechnische Fragestellungen, basierend auf der Diskussion von Eigenschaften wie Finitheit, Ausführbarkeit, Stabilität und Konsistenz. Die Schwerpunkte der Vorlesungen und Seminare bilden: - Polynominterpolation, Spline-Interpolation - Diskrete und stetige Approximationsprobleme - Numerische Integration und Differentiation - Iterative Lösung nichtlinearer Gleichungen - Lineare und nichtlineare Gleichungssysteme - Lineare und nichtlineare Quadratmittelprobleme - Numerische Lösung von Differentialgleichungen In den praktischen Übungen lernen die Studierenden die Arbeitsweisen und den Einsatz moderner mathematischer Modellierungs- und Simulationswerkzeuge kennen. Die Schwerpunkte bilden dabei: - Aufbau, Anwendung und Syntax von Simulations- und Modellierungswerkzeugen - Vorgehensweise bei der Problemanalyse, Auswahl und Implementierung von Algorithmen - Programmierung ausgewählter numerischer Algorithmen mittels Scilab, Octave und/oder Matlab - Bearbeitung anwendungsbezogener Aufgaben aus dem ingenieurtechnischen Kontext |
| Lernergebnisse/Kompetenzen: | |
| Fachkompetenzen: | Das Kennenlernen und praktische Anwenden ausgewählter numerischer Methoden, die unabhängig vom Einsatzgebiet sind, stehen im Vordergrund der Lehrveranstaltung. Die Ziele sind dabei einerseits die Vermittlung grundlegender Denkweisen der Numerik und Simulation und andererseits die Befähigung der Studierenden zur Analyse und Lösung numerischer Problemstellungen insbesondere aus dem Bereich der Ingenieurwissenschaften. |
| Fachübergreifende Kompetenzen: | Das Beherrschen moderner Software- und Simulationswerkzeuge, analytisches Denken und Problemlösen sowie die Fähigkeit zur wissenschaftlichen Darstellung von Arbeitsergebnissen vertiefen den Lernerfolg der Studierenden. Die Teamfähigkeit wird durch das Bearbeiten der Praktika in Gruppenarbeit sowie die Seminare gestärkt. Durch die abschließende Belegarbeit als Prüfungsform, wird zum einen eine Verbesserung der Methoden und der Fähigkeiten des wissenschaftlichen Arbeitens und der wissenschaftlichen Recherche in den verschiedensten Medien (Literatur und Internet) errreicht. Zum anderen folgt daraus eine Verbesserung der Fähigkeit zur selbständigen und eigenverantwortlichen Wissensaneignung. |
| Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme: | Kompetenzen aus den Modulen Ingenieurmathematik I, Ingenieurmathematik II und Grundlagen der Informatik (ohne Nachweiserfordernis) |
| Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme: | Kenntnisse aus den Modulen Grundlagen Elektrotechnik - Zeitabhängige Vorgänge sowie Physikalische Grundlagen der Mechanik & Thermodynamik |
| Literatur: | Çakirogl, Celal; Abali, Bilen Emek: Numerische Methoden für Ingenieure: mit Anwendungsbeispielen in Python, Springer Vieweg; 1. Aufl., 2020 Meister, A., Sonar, T.: Numerik: eine lebendige und gut verständliche Einführung mit vielen Beispielen, Springer Spektrum; 2019 Richter, T.: Einführung in die Numerische Mathematik, Springer Spektrum, 1. Aufl., 2017 Knorrenschild, M.: Numerische Mathematik: Eine beispielorientierte Einführung, Carl Hanser Verlag, 2017 Marek, R.: Simulation und Modellierung mit Scilab, Carl Hanser Verlag, 2021 Zimmer, S.: Modellbildung und Simulation; Springer; 2. Auflage, 2013 Vorlesungs- und Übungsunterlagen |