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MN-GM-NUMMET

Aufbaumodul: Numerische Methoden
Kennnummer

MN-GM-
NUMMET
Workload

360 h
Leistungs-
punkte

12 LP
Studien-
semester

4. und 5.
Semester
Häufigkeit des
Angebots

Jedes
Semester
Dauer

2 Semester
1 Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Übung
Kontaktzeit
60 h
60 h
Selbststudium
120 h
120 h
geplante
Gruppengröße

20
2

Ziele des Moduls und zu erwerbende Kompetenzen

Ziele des Moduls:

  • Kenntnis der Grundlagen der Numerischen Analysis
  • Fähigkeit elementare numerische Algorithmen anzuwenden
  • Vorbereitung auf die numerische Lösung von Integralgleichungen und partieller Differentialgleichungen für Anwendungen in der inversen und prognostischen Modellierung (im Masterstudiengang)
  • Kenntnis der Grundlagen der Statistik und Datenanalyse
  • Kenntnis der wichtigsten numerischen Algorithmen

Die Studierenden sollen folgende Kompetenzen erwerben:
  • Fähigkeit, Datensätze der Geophysik und Meteorologie numerisch zu analysieren
  • Methodenkompetenz (geeignete numerische Methoden kennen, oder ermitteln, und der Problemstellung angemessen auswählen)
3

Inhalte des Moduls

  • Repräsentation von Zahlen in Computerarithmetik
  • Interpolation und Approximation
  • Integration von Funktionen
  • Lösung linearer Gleichungssysteme
  • Minimierung und Nullstellenbestimmung
  • Lösung von Eigenwert- und Singulärwertproblemen
  • Lösungsverfahren gewöhnlicher Differenzialgleichungen
  • Lösung von Integralgleichungen
  • Einführung in Lösungsverfahren partieller Differentialgleichung
  • Statistische Grundlagen
  • Statistische Zeitreihenanalyse
  • Spektralanalyse
  • Digitale Filter
  • Einführung zu EOF-Verfahren
  • Einführung zu Wavelets-Verfahren
4 Lehr- und Lernformen

Vorlesung, Übung (Teilnahmepflicht)
5 Modulvoraussetzungen

Bestandene Module:
  • Analysis 1
  • Analysis 2
  • Mathematische Methoden
  • Vektoranalysis und Lineare Algebra
  • Datenverarbeitung und Programmieren
  •  
6

Form der Modulabschlussprüfung

Das Modul erstreckt sich über zwei Semester. Am Ende jeden Semesters findet eine Klausur statt, in der die Inhalte des jeweiligen Semesters geprüft werden. Bei nicht bestandener Klausur wird die Gelegenheit einer zeitnahen Wiederholungsprüfung (Wiederholungsklausur oder mündliche Prüfung, nach Maßgabe des Dozenten) gegeben. Zulassungsvoraussetzung für die Klausur sind die bestandenen Übungen des jeweiligen Semesters (mindestens 50 % der in den Übungen zu erreichenden Punkte sind erforderlich).
Die Modulnote ist das arithmetische Mittel aus den beiden bestandenen Teilprüfungen.

7 Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Das Modul ist ein nicht kompensierbares Pflichtmodul. Es ist bestanden, wenn
  • erfolgreich und regelmäßig an beiden Übungen teilgenommen wurde (es müssen mindestens 50% der in den Übungen zu erreichenden Punkte erworben worden sein).
  • die Abschlussklausuren bestanden wurden
8 Verwendung des Moduls (in anderen Studiengängen)

Verwendbar in allen exakten naturwissenschaftlichen Studiengängen.
9 Stellenwert der Modulnote für die Fachnote

Gewichtet mit einem Faktor von 12/180.
10 Modulbeauftragte/r

H. Elbern, Y. Shao
11 Sonstige Informationen

Die Inhalte beider Semester bauen nicht aufeinander auf. Das Modul kann daher jedes Semester begonnen werden.