Numerische Methoden der Plasmaphysik
Computational plasma physics

Modul MA4304

Dieses Modul wird durch Fakultät für Mathematik bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom WS 2014/5 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2014/5SS 2014

Basisdaten

MA4304 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 45 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Vorlesung bietet eine Einführung in das wissenschaftliche Rechnen an mit Beispielen aus der Plasmaphysik. Numerische Verfahren für die Poisson Gleichung, Erhaltungsgleichungen, sowie kinetische Gleichungen werden vorgestellt. Einen Schwerpunkt wir auf die Discretisierung partieller Differentialgleichungen gelegt.
In den Übungsklassen wird eine Einführung in die Python Computersprache angeboten, mit der die in der Vorlesung gelernter Verfahren programmiert werden.

Lernergebnisse

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls verstehen die Studierenden verschiedene Verfahren für die Diskretisierung von partiellen Differenzialgleichungen. Sie haben Kenntniss von Möglichkeiten und Grenzen der Computermodellierung und können Methoden für gute Codeentwicklung anwenden.

Voraussetzungen

Einführung in die Numerik - Modellierung

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Computational Plasma Physics [MA4304] Sonnendrücker, E. Mo, 10:15–11:45, MI 03.08.011
UE 1 Computational Plasma Physics (Exercise Session) [MA4304] Possanner, S. Sonnendrücker, E. Fr, 10:30–11:15, 5604.03.011
sowie einzelne oder verschobene Termine

Lern- und Lehrmethoden

Das Modul wird als Vorlesung mit begleitender Übungsveranstaltung angeboten. In der Vorlesung werden die Inhalte im Vortrag durch anschauliche Beispiele sowie durch Diskussion mit den Studierenden vermittelt. Die Vorlesung soll den Studierenden dabei auch als Motivation zur eigenständigen inhaltlichen Auseinandersetzung mit den Themen sowie zum Studium der Literatur dienen. Jeweils passend zu den Vorlesungsinhalten werden in den Übungsveranstaltungen Computerübungen, Aufgabenblätter und deren Lösungen angeboten, die die Studierenden zur selbstständigen Kontrolle sowie zur Vertiefung der gelernten Methoden und Konzepte nutzen sollen.

Medienformen

Tafelarbeit

Literatur

R. J. Leveque: Finite Volume Methods for Hyperbolic Problems, Cambridge Texts in Applied Mathematics, 2002.

C.K. Birdsall and A.B. Langdon: Plasma Physics via Computer Simulation, Taylor & Francis, 2005

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Die Modulprüfung besteht aus einer mündlichen Abfrage (20 Minuten).

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.