Numerieke simulatie van differentiaalvergelijkingen (B-KUL-H0M80A)

Doelstellingen
De complexiteit van de differentiaalvergelijkingen waarmee ingenieurs en wetenschappers worden geconfronteerd, laat doorgaans niet toe een exacte analytische oplossing te vinden. Men is dan aangewezen op het opstellen van benaderende numerieke oplossingen.
Aan de hand van enkele karakteristieke modelproblemen leren de studenten in deze cursus hoe een differentiaalvergelijking kan worden omgezet tot een discreet numeriek probleem, dat op een computer kan worden uitgerekend. Hierbij wordt aandacht besteed aan het opstellen van de discretisatie (lineaire multistap- en Runge-Kutta-methodes voor gewone differentiaalvergelijkingen, en de methode van de eindige differenties, elementen en volumes voor partiële differentiaalvergelijkingen), aan het onderzoek van de eigenschappen van het discrete schema (consistentie, stabiliteit, convergentie, nauwkeurigheid) en aan het uiteindelijk uitrekenen of oplossen van het numeriek probleem (expliciet of impliciet, direct of iteratief).
Na deze cursus dient de student in staat te zijn om voor (eenvoudige) gewone of partiële differentiaalvergelijkingen een gepast numeriek schema te selecteren, dit numeriek schema te analyseren, te implementeren en uit te testen.
Identieke opleidingsonderdelen
Dit opleidingsonderdeel is identiek aan de volgende opleidingsonderdelen:
H03D7A : Numerieke simulatie van differentiaalvergelijkingen (Niet meer aangeboden dit academiejaar)
Plaats in het onderwijsaanbod
- Master in de ingenieurswetenschappen: wiskundige ingenieurstechnieken (Leuven) 120 sp.
- Master in de wiskunde (Leuven) 120 sp.
- Master of Mathematics (Leuven) 120 sp.
- Courses for Exchange Students Faculty of Engineering Science (Leuven)
- Master of Mathematical Engineering (Leuven) 120 sp.
- Master in de fysica (Leuven) (Optie fysica in de maatschappij) 120 sp.
- Master of Actuarial and Financial Engineering (Leuven) 120 sp.
Onderwijsleeractiviteiten
4.5 sp. Numerieke simulatie van differentiaalvergelijkingen: hoorcollege (B-KUL-H0M80a)
Inhoud
Hoorcolleges, oefenzittingen en practica zijn geïntegreerd in 20 contactmomenten van 2 uur.
Deze contactmomenten worden door de studenten voorbereid aan de hand van korte implementatie-opdrachten en numerieke experimenten. Vanuit de observaties tijdens die opdrachten wordt vertrokken voor het aanbrengen van de leerstof.
Studiemateriaal
Studiekost: 1-10 euro (De informatie over studiekosten zoals hier opgenomen is indicatief en geeft enkel de prijs weer bij aankoop van nieuw materiaal. Er zijn mogelijk ook e- en tweedehandskopijen beschikbaar. Op LIMO kan je nagaan of het handboek beschikbaar is in de bibliotheek. Eventuele printkosten en optioneel studiemateriaal zijn niet in deze prijs vervat.)
Toelichting onderwijstaal
Vak in Engelstalige master.
1.5 sp. Numerieke simulatie van differentiaalvergelijkingen: oefeningen en practica (B-KUL-H0M81a)
Inhoud
Hoorcolleges, oefenzittingen en practica zijn geïntegreerd in 20 contactmomenten van 2 uur.
Deze contactmomenten worden door de studenten voorbereid aan de hand van korte implementatie-opdrachten en numerieke experimenten. Vanuit de observaties tijdens die opdrachten wordt vertrokken voor het aanbrengen van de leerstof.
Toelichting onderwijstaal
Vak in Engelstalige master.
Evaluatieactiviteiten
Evaluatie: Numerieke simulatie van differentiaalvergelijkingen (B-KUL-H2M80a)
Toelichting
Het examen bestaat uit 4 vragen:
Vraag 1 (mondeling, zonder schriftelijke voorbereiding): korte toelichting bij 5 begrippen uit de cursustekst
Vraag 2 (schriftelijk): bespreking van een probleem of methode, voor- en nadelen + motivatie van gemaakte keuzes
Vraag 3 (schriftelijk): analyse, een afleiding of bewijs
Vraag 4 (schriftelijk): toepassing, selecteer de gepaste methode voor een gegeven probleem
Voorbeeldvragen worden in de les besproken en beschikbaar gesteld via Toledo.
Indien de evaluatie aantoont dat de student één of meerdere doelstellingen van het opleidingsonderdeel onvoldoende heeft bereikt, kan het globale resultaat afwijken van het gewogen gemiddelde van de onderdelen.
Indien door de faculteit beslist wordt dat het examen schriftelijk moet worden afgenomen, vervalt vraag 1.