Modellierung, Algorithmen, Simulation

Die Methoden des wissenschaftlichen Rechnens sind für moderne Forschung und Entwicklung in Wissenschaft, Technik und Wirtschaft unerlässlich. Zahlreiche Beispiele finden sich in den Bereichen der Strömungsmechanik, der Klimaforschung und der Materialforschung. Die hierbei verwendeten mathematische Modellierung und Algorithmen liegen im Schwerpunkt dieses Seminars. Die praktische Relevanz und der optimale Einsatz der Modelle und Algorithmen, insbesondere die Anwendungen dieser Modelle und Algorithmen in Computersimulationen für konkrete wissenschaftliche Fragestellungen, werden besonders betont. Zum einen kann die optimale Wahl und die Weiterentwicklung von Modellen und Algorithmen die Effizienz, Genauigkeit und Verlässlichkeit von Simulationen auf Hochleistungsrechner deutlich erhöhen. Zum anderen greift die Lösung ganz neuer wissenschaftlicher Aufgaben oft auf bereits bekannte Modelle und Algorithmen zurück. Die für das Seminar angebotenen Themen orientieren sich nach der aktuellen Forschung und schließen mathematisch-physikalische Modellierung, numerische und nicht-numerische Algorithmen sowie weitere Methodenbereiche des wissenschaftlichen Rechnens ein. Zu ausgewählten Themen untersuchen die Studierenden aktuelle Ansätze für Modellierung sowie Algorithmen, die in aktuellen Modellrechnungen eingesetzt werden. Dabei lernen die Studierenden praktische Einsätze verschiedener Modellen und numerischer und nicht-numerischer Algorithmen in der Forschung und Entwicklung kennen. Die Studierenden vertiefen ihre Kenntnisse im zugewiesenen Thema und untersuchen Literaturquellen und existierende Implementierungen kritisch. Hierbei versuchen sie Schlüsselpunkte einer konkreten Arbeit (eines Papers oder eines Simulationscodes) nachzustellen. Die Studierenden lernen ihre zugewiesenen Themen gegenüber den Themenbetreuern (den Tutoren) und anderen Studierenden verständlich zu präsentieren und in einer anschließenden Diskussion Fragen zu beantworten. Zum Schluss fassen die Studierenden Ihre Ergebnisse in eine schriftliche Ausarbeitung (einen Aufsatz) zusammen, wobei sie lernen wissenschaftlichen Text zu schreiben.