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Lehre im Wintersemester 2012/13
Numerische Verfahren der restringierten Optimierung
- Kurzinformation: Diese Lehrveranstaltung ist eine Fortführung der Optimierung und richtet sich daher an
Studierende im Haupt- oder Masterstudium sowie an Lehramtsstudierende mit einem Schwerpunkt in der Angwandten Mathematik.
Die Lehrveranstaltung ist eine Fortsetzung der Optimierungsvorlesung. Inhalte der Vorlesung sind Optimalitätsbedingungen für
restringierte Probleme, Innere-Punkte-Verfahren, Quadratische Programmierung und SQP-Verfahren.
- Vorkenntnisse: Analysis 1 und 2, Lineare Algebra, Numerik 1, Optimierung
- Vorlesungsmanuskript: Ein Skript
zur Vorlesung ist vorhanden. Ferner finden Sie
hier
ein erweitertes Skriptum zur Vorlesung.
- Übungen (alle zwei Wochen, Beginn am 15. November 2012): donnerstags, von 8:15 bis 09:45 Uhr im Raum H 305
(Stefan Trenz) und von 10:00 bis 11:30 Uhr im Raum
P601 (Roberta Mancini).
- Kriterien für einen positiven Leistungsnachweis: Von den Übungsblättern ist nur die Hausaufgabe
abzugeben. Alle Programme müssen abgegeben werden und bei jedem müssen mindestens 50% der Punkte erreicht
werden. Es muss mindestens einmal an der Tafel vorgerechnet werden. Am Ende der Vorlesung wird es eine mündliche
Prüfung von ca. 15 Minuten geben. Bei sehr guten Leistungen in den Übungen gibt es eine Verbesserung bei der
Note beim Testat.
- Bisher ausgehändigte Übungsblätter:
- Richtlinien und ausgehändigte Übungsblätter:
- Zeit: Montag, 08:15-09:45 Uhr
- Raum: F 426
Modellreduktion mit Proper Orthogonal Decomposition
- Kurzinformation: Die Modellreduktion ist ein Teilgebiet aus der Theorie dynamischer Systeme. Es geht darum, hochdimensionale
(i.a. nichtlineare) dynamische Systeme durch niedrigdimensionale Modelle zu ersetzen (Modellordnungsreduktion — MOR),
so dass eine numerische Lösung schnell berechnet werden kann. In der Vorlesung beschäftigen wir uns mit einer
Methode zur Modellreduktion, und zwar mit Proper Orthogonal Decomposition (POD). Diese Methode basiert wesentlich auf der Singulärwertzerlegung.
Dabei geht es neben Techniken der effizienten Berechnung der MOR auch darum, den Fehler zwischen dem reduzierten und
dem hochdimensionalen System abzuschätzen. Weitere Methoden sind das Reduzierte-Basis-Verfahren und die
Balanced-Truncation-Methode.
Das Gebiet ist derzeit ein sehr aktuelles Forschungsgebiet und bietet daher auch Möglichkeiten für
Abschlussarbeiten. Unter Summerschools
und Homepage finden Sie weiterführende Informationen zum
Stöbern. Viel Spaß dabei.
- Vorkenntnisse: Analysis, Lineare Algebra, Numerik 1, Funktionalanalysis, Theorie und Numerik partieller
Differentialgleichungen (wünschenswert)
- Vorlesungsskript: Sie finden
hier ein vorläufiges Vorlesungskript.
- Übungen (alle zwei Wochen, Beginn am 19. November 2012): montags, von 10:00 bis 11:30 Uhr im Raum F429
(Martin Gubisch).
- Kriterien für einen positiven Leistungsnachweis: Von den Übungsblättern ist nur die Hausaufgabe
abzugeben. Alle Programme müssen abgegeben werden und bei jedem müssen mindestens 50% der Punkte erreicht
werden. Es muss mindestens zweimal an der Tafel vorgerechnet werden. Am Ende der Vorlesung wird es eine mündliche
Prüfung von ca. 15 Minuten geben. Bei sehr guten Leistungen in den Übungen gibt es eine Verbesserung bei der
Note beim Testat.
- Bisher ausgehändigte Übungsblätter:
Bitte verwenden Sie für die schriftlichen Abgaben bitte den Briefkasten 17.
- Richtlinien und ausgehändigte Übungsblätter:
- Zeit: Dienstag, 08:15-09:45 Uhr
- Raum: D 404
Seminar Optimale Steuerung partieller Differentialgleichungen
- Kurzinformation: In dem Seminar werden verschiedene Themen aus der Optimalsteuerung partieller Differentialgleichungen
angesprochen und richtet sich an Studierende im Haupt- oder Masterstudium und an Lehramtsstudierende mit einem Schwerpunkt
in der Angewandten Mathematik. Es werden Abschnitte aus der folgenden
Literatur behandelt:
- Alfio Borzì und V. Schulz:
Computational Optimization of Systems Governed by Partial Differential Equations, Computational Sciences
and Engineering, SIAM, Philadelphia, 2012
- Michael Hinze, Rene Pinnau, Michael Ulbrich und Stefan Ulbrich:
Optimization with PDE Constraints, Mathematical Modelling: Theory and Applications, Band 23, Springer-Verlag,
Berlin, 2009
- Kazufumi Ito und Karl Kunisch: Lagrange
Multiplier Approach to Variational Problems and Applications, Advances in Design and Control, SIAM,
Philadelphia, 2008
- Fredi Tröltzsch:
Optimale Steuerung partieller Differentialgleichungen - Theorie, Verfahren und Anwendungen, Vieweg+Teubner,
Wiesbaden 2. Auflage, 2009
- Fredi Tröltzsch: Optimal Control of Partial
Differential Equations: Theory, Methods and Applications, American Mathematical Society, Graduate Studies in
Mathematics, Band 112, 2010
- Zeit: Dienstag, 10:00-11:30 Uhr
- Raum: F 424.
- Vorträge:
- Freya Bachmann: Proper Orthogonal Decomposition für lineare parabolische Differentialgleichungen, 27. November 2012
- Eva Hägele: Suboptimale modellprädikative Steuerung des Herzkreislauf- und Atmungssystems, 11. Dezember 2012
- Sabrina Rogg: Herleitung eines Optimalitätssystems für ein linear-quadratisches,
parabolisches Randsteuerungsproblem, 29. Januar 2013
- Carmen-Constanze Gräßle: Grundkonzepte zur numerischen Lösung eines
linear-quadratischen, parabolischen Randsteuerungsproblems, 29. Januar 2013
- Simone Metzdorf: Primal-duale Verfahren für Probleme der optimalen Steuerung, 12. Februar 2013
- Kevin Sieg: Der Titel wird noch bekanntgegeben, Termin wird noch bekanntgegeben
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