| Nummer | 18-sc-1001 |
| Lehrende | Prof. Dr. Sebastian Schöps |
| Veranstaltungsart | Proseminar |
| Semester | Sommer und Winter |
| Unterrichtssprache | Deutsch oder Englisch |
| Lehrinhalte | Einarbeiten in die Originalliteratur zu einem vorgegebenen Gebiet der Elektrotechnik und Informationstechnik, Zusammenfassende schriftliche Darstellung einer Originalarbeit erstellen, Zusammenfassende multimediale Präsentation einer Originalarbeit geben. Die Projektthemen werden am Anfang des Semesters individuell vereinbart, Beispiele sind hier zu finden. gerne können Sie Sebastian Schöps im Vorfeld kontaktieren, wenn Sie Interesse haben oder ein Thema frühzeitig abstimmen wollen. |
| Nummer | 18-sc-1010 |
| Lehrende | Anna Ziegler und Prof. Dr. Sebastian Schöps |
| Veranstaltungsart | Softwarepraktikum |
| Semester | Sommer |
| Unterrichtssprache | Deutsch |
| Lehrinhalte | Ziel der Lehrveranstaltung ist es, den Teilnehmenden eine praktische Vorstellung von den Grundlagen numerischer Simulationsverfahren zu vermitteln. In praktischer Programmierarbeit am Rechner sollen einfache Techniken und Algorithmen aus typischen Simulationsprogrammen selbst implementiert werden. Im Mittelpunkt steht dabei die Methode der Finiten Integration (FIT). |
| Nummer | 18-sc-1020 |
| Lehrende | Prof. Dr. Sebastian Schöps und Prof. Dr.-Ing Herbert de Gersem |
| Veranstaltungsart | Projektseminar |
| Semester | Sommer und Winter |
| Unterrichtssprache | Deutsch oder Englisch |
| Lehrinhalte: | Bearbeitung eines komplexeren Projekts aus dem Bereich der numerischen Feldberechnung am Computer unter Verwendung kommerzieller, institutseigener oder selbst geschriebener Software. Die Projektthemen werden am Anfang des Semesters individuell vereinbart, Beispiele sind hier zu finden. |
| Nummer | 18-sc-1030 |
| Lehrende | Prof. Dr. Sebastian Schöps und Timon Seibel |
| Veranstaltungsart | Programmierpraktikum |
| Semester | Sommer |
| Unterrichtssprache | Deutsch |
| Lehrinhalte: |
Nach Abschluss des Moduls sind fundamentale Algorithmen der Numerik verstanden und können von den Studierenden in Software prototypisch implementiert und automatisiert getestet werden. |
| Nummer | 18-sc-2010 |
| Lehrende | Prof. Dr. Sebastian Schöps |
| Veranstaltungsart | Vorlesung |
| Semester | Sommer |
| Unterrichtssprache | Deutsch oder Englisch |
| Lehrinhalte | Die Studierenden kennen die theoretischen und numerischen Grundlagen der Schaltungssimulation und wie die Gleichungen aus den Maxwellschen Gleichungen hergeleitet werden. Die Eigenschaften von Schaltungen sind graphentheoretisch verstanden. Die dünnbesetzen Gleichungssysteme, insbesondere die der fluss-ladungsorientierten modifizierte Knotenanalyse, können aufgestellt werden. Um diese Systeme zu lösen, sind verschiedene numerische Methoden für die Schaltungssimulation relevant wie lineare Gleichungssystemlöser (direkte und iterative), die numerische Lösung nichtlinearer Systeme und implizite Zeitintegrationsverfahren. Mathematische Konzepte wie Stabilität, Konvergenzordnung oder Komplexität der Verfahren sind bekannt und können genutzt werden, um die Vor- und Nachteile der verschiedenen Methoden einzuschätzen. Die Studierenden können dank dieser Verfahren einen eigenen Schaltungssimulator programmieren, der die Zeitbereichs- und die Frequenzbereichslösung von Schaltungen berechnen kann. |
| Nummer | 18-sc-2020 |
| Lehrende | Prof. Dr. Sebastian Schöps und Prof. Dr.-Ing. Herbert de Gersem |
| Veranstaltungsart | Projektseminar |
| Semester | Sommer und Winter |
| Unterrichtssprache | Deutsch oder Englisch |
| Lehrinhalte: | Die Studierenden können komplexe forschungsnahe Problemstellungen mit numerischer Simulationssoftware selbstständig bearbeiten. Sie können abschätzen, ob das Projekt Forschung und/oder Entwicklung erfordert und finden die relevante Literatur dazu selbstständig. Weiterhin können Sie die Ergebnisse auf wissenschaftli- chem Niveau in Vortrag und Ausarbeitung präsentieren. Die Studierenden können Teamarbeit selbstständig organisieren. Beispiele sind hier zu finden. |
| Nummer | 18-sc-2030 |
| Lehrende | Prof. Dr. Sebastian Schöps |
| Veranstaltungsart | Vorlesung |
| Semester | Sommer |
| Unterrichtssprache | Englisch |
| Lehrinhalte | Lerninhalte sind multiphysikalische und domänenübergreifende Modellbildung differential-algebraischer Systeme z.B. bestehend aus elektrischen, elektronischen, mechanischen, hydraulischen, thermischen, steuerungs-, oder prozessorientierten Teilkomponenten, sowie die Verknüpfung von räumlich-verteilten und integrierten Komponenten. Es werden Konzepte zur Modellanalyse, Simulationsverfahren, sowie deren Implementierung gelehrt. |
| Nummer | 18-sc-2040 |
| Lehrende | Dr.-Ing. Felix Wolf und Maximilian Nolte |
| Veranstaltungsart | Vorlesung und Übung |
| Semester | Sommer |
| Unterrichtssprache | Englisch |
| Lehrinhalte |
Die Randelementmethode (BEM) hat sich zu einer wichtigen Alternative zu gebietsorientierten Ansätzen (wie Finite Elemente) entwickelt, seit schnelle Implementierungen verfügbar sind. Die BEM reduziert die Dimension des Problems und es können unbeschränkte Gebiete leicht berücksichtigt werden. Ausgehend von den Darstellungsformeln von Kirchhoff und Stratton-Chu werden Randintegralgleichungen abgeleitet. Danach wird deren Diskretisierung mit Kollokations- und Galerkin-Verfahren besprochen. Für praktische Anwendungen müssen die resultierenden dicht besetzten Matrizen komprimiert werden, mit Hilfe der schnellen Multipolmethode oder Adaptive Cross Approximation. Praxisbeispiele zur Anwendung der BEM werden betrachtet, wie zum Beispiel akustische und elektromagnetische Streuung sowie thermische Probleme. Programmieraufgaben helfen dabei, das Verständnis für den Inhalt der der Vorlesung zu vertiefen. |
| Nummer | 18-sc-2050 |
| Lehrende | Dr.-Ing. Felix Wolf und Manuel Baumann, PhD |
| Veranstaltungsart | Vorlesung und Übung |
| Semester | Winter |
| Unterrichtssprache | Englisch |
| Lehrinhalte | Studierende mit grundlegender Programmiererfahrung erhalten in diesem Modul eine Einführung in die Ent- wicklung numerischer Algorithmen in C++. In der ersten Hälfte der Vorlesung liegt der Schwerpunkt vor allem auf den Grundlagen der Programmiersprache und den Aspekten, welche C++ von Sprachen wie Python oder Matlab unterscheidet. Nach Einführung der Grundlagen liegt der Fokus hierbei vor allem auf dem bewussten Speichermanagement. Dies geschieht nach modernen Best-Practices unter der Vermeidung von klassischen Pointern („Raw-Pointers„) sondern vor allem unter der Verwendung von Referenztypen und Idiomen wie RAII („Resource Acquisition is Initialization“). Effekte von Speicherlokalität im Kontext der numerischen Linearen Algebra werden diskutiert und in der Übung über Experimente verdeutlicht, wobei auf die Datenstrukturen der STL (Standard Template Library) zurückgegriffen wird. Die zweite Hälfte der Vorlesung befasst sich mit der Entwicklung komplexer Algorithmen aus verschiedenen Anwendungsbereichen unter Verwendung der Bibliotheken „Eigen" (für Linearen Algebra) und openMP (für paralleles Rechnen). Hierbei liegt der Fokus auf einem Verständnis der beiden Bibliotheken, dem Festigen der Grundlagen und dem Sammeln breiter Erfahrung mit Problemstellungen aus Stochastik, dem numerischen Lösen von Differentialgleichungen und der Berechnung von Approximationen |
| Nummer | 18-sc-3010 |
| Lehrende | Prof. Dr. Sebastian Schöps und Dr.-Ing. Melina Merkel |
| Veranstaltungsart | Vorlesung und Übung |
| Semester | Winter |
| Unterrichtssprache | Deutsch |
| Lehrinhalte | Maxwellsche Gleichungen, Grundlagen der numerischen Berechnung elektromagnetischer Felder, Kenntnis der verschiedenen Arten möglicher Fehler |
| Nummer | 18-dg-2030 |
| Lehrende | Prof. Dr.-Ing. Stefan Kurz und Prof. Dr. Sebastian Schöps |
| Veranstaltungsart | Vorlesung |
| Semester | Winter |
| Unterrichtssprache | Deutsch oder Englisch |
| Lehrinhalte: | In den letzten Jahren hat die Menge an Literatur stark zugenommen, die physikalische Modelle mit Hilfe von Differentialformen (DF) behandelt. Beispielsweise ermöglichen DF eine durchsichtige und elegante Beschreibung des Elektromagnetismus (EM). Die Operatoren grad, rot und div der Vektoranalysis werden durch einen einzigen Operator der äußeren Ableitung ersetzt. Auf ähnliche Weise werden die Integralsätze von Gauss und Stokes durch einen einzigen Integralsatz ersetzt. Die Vektoranalysis ist auf drei Dimensionen beschränkt, während DF in beliebigen Dimensionen angewendet werden können. Das ist nützlich für relativistische Formulierungen in vier Dimensionen. Weil DF über geeignete Gebiete kanonisch integriert werden können führen sie auf natürliche Weise zu einer Diskretisierung vom Typ der Finiten Integrationstechnik. Diese Vorlesungsreihe liefert eine Einführung in den Kalkül mit Differentialformen und dessen Zusammenhang mit der Vektoranalysis. Die Maxwell‘schen Gleichungen und die Materialbeziehungen werden durch DF ausgedrückt, und die wesentlichen Schritte hin zu einer Diskretisierung werden kurz vorgestellt. |
| Nummer | 18-dg-2190 |
| Lehrende | Prof. Dr.-Ing Herbert de Gersem, Prof. Dr. Manfred Kaltenbacher, Prof. Dr.-Ing. Annette Mütze und Prof. Dr. Sebastian Schöps |
| Veranstaltungsart | Vorlesung und Softwarepraktikum |
| Semester | Sommer |
| Unterrichtssprache | Englisch |
| Lehrinhalte | Physik elektrischer Maschinen, Grundgleichungen und Modellierung elektrischer Maschinen, Finite-Elemente-Methode (FE), Verlustmodelle und Kopplung von FE und elektrischen Netzen, Sensitivitätsanalyse und Optimierung, elektrische und thermische Spannungen in Isolationen, Multiphysik und Kopplung mit Mechanik und Akustik |
| Nummer | 18-st-2070 |
| Lehrende | Prof. Dr.-Ing Herbert de Gersem, Prof. Dr. Heinz Köppl, Prof. Dr. Markus Meinert, Prof. Dr. Sebastian Schöps und Prof. Dr. Florian Steinke |
| Veranstaltungsart | Softwarepraktikum |
| Semester | Sommer |
| Unterrichtssprache | Deutsch (englisch auf Anfrage) |
| Lehrinhalte | In 6 Versuchen werden Grundzüge des wissenschaftlichen Rechnens am PC geübt. Dazu werden zur Lösung von beispielhaften ingenieurwissenschaftlichen Fragestellungen aus dem Grundlagenbereich der etit zentrale Methoden der numerischen Mathematik eingesetzt und deren Möglichkeiten und Grenzen untersucht. |
| Nummer | 25-00-2022 |
| Lehrende | Mario Mally , Robert Hahn und Prof. Dr. Sebastian Schöps |
| Veranstaltungsart | Seminar |
| Semester | Winter |
| Unterrichtssprache | Deutsch |
| Lehrinhalte | Das Programm „Einführung ins CE-Studium“ richtet sich an alle CE Studierenden im 1. Fachsemester. Ziel ist es, die Rahmenbedingungen und Anforderungen der Studieneingangsphase aufzuzeigen und die Studierenden in die Spezifika des CE-Studiums einzuführen. Darauf aufbauend, werden hilfreiche Techniken an die Hand gegeben, um das selbstorganisierte und eigenverantwortliche Studieren zu ermöglichen. Inhaltlich beschäftigt sich das Programm mit der besonderen Situation der CE Studierenden im 1. Fachsemester, die sich im Übergang von der Schule zur Universität befinden und sich neuen Anforderungen des Lernens und Arbeitens an der Universität stellen müssen. Dazu gehören unter anderem Selbstorganisation, neue unbekannte Prüfungssituationen, neuartige Vermittlung von Inhalten und effektives Arbeiten in Teams. Das Programm setzt sich zusammen aus Seminarsitzungen mit angeleiteten Gruppenarbeitsphasen, Mentoring mit individueller Beratung und einer Prüfungssimulation. |
| Nummer | 25-00-2023 |
| Lehrende | Mario Mally , Robert Hahn und Prof. Dr. Sebastian Schöps |
| Veranstaltungsart | Seminar |
| Semester | Sommer |
| Unterrichtssprache | Deutsch |
| Lehrinhalte | Die Lehrveranstaltung ist speziell auf die Bedürfnisse von CE Studierenden im Bachelor-Studiengang ausgerichtet und begegnet den Anforderungen, die in dieser arbeitsintensiven Zeit an die CE Studierenden gestellt werden. Im Rahmen der Seminare und in Teamarbeit werden die Grundlagen des wissenschaftlichen Arbeitens und Präsentierens für Ingenieur:innen behandelt und von den Teilnehmer:innen in selbständiger Arbeit systematisch erarbeitet. Darüber hinaus bietet die Lehrveranstaltung die Möglichkeit, einführende und weiterführende Kenntnisse im Umgang mit LaTeX zu erlangen. Des Weiteren werden numerische Berechnungen mit Python thematisiert und eine Einführung in das Rechnen auf einem Hochleistungsrechner gegeben. Zur weiteren Unterstützung werden neben den Workshops Help-Desks angeboten, in denen sämtliche Fragen zur vorangeschrittenen Bearbeitung in den Prüfungsetappen in Sprechstundencharakter mit den Trainer:innen geklärt werden können. Die Präsentation der Ergebnisse der wissenschaftlichen Hausarbeit schließt die Lehrveranstaltung ab. |
