Modellierungsseminar im Wintersemester 2012/2013:
Mathematik im
Umweltschutz
"Wir wenden täglich Mathematik an.
Um das Wetter vorherzusagen, Zeit zu messen, Geldgeschäfte abzuwickeln.
Mathematik ist mehr als nur Formeln und Gleichungen.
Sie ist Vernunft.
Mit ihr kann unser Verstand die größten Rätsel lösen, die wir kennen."
(Off-Text Charlie Eppes in TV-Serie Numb3rs)
Termin:
Mittwoch 30.01.13 ab 13:00 Uhr im Seminarraum 4. Stock
(Wicküler Park)
Im Modellierungsseminar diskutieren wir Fragestellungen
der Physik, der Biologie, der Geologie, der Wirtschaft ... und lernen
dadurch die Mathematik von einer völlig neuen Seite kennen:
Mathematik ist in vielen Bereichen unseres Lebens enthalten!
Im diesem Modellierungsseminar diskutieren
und lösen die TeilnehmerInnen in Kleingruppen mit Hilfe der Mathematik
Probleme und Phänomene aus dem Umweltschutz.
Die im Seminar erhaltenen Modelle werden anhand von frei zugänglichen
Daten kalibriert.
Sie erlauben einen Ausblick auf die (mögliche) zukünftige
Entwicklungen und auch den Einfluss von Parametern auf die Problemgrössen.
Dieses Seminar steht in gleicher Weise MathematikerInnen,
WirtschaftsmathematikerInnen, LehramtskandidatInnen, UmweltwissenschaftlerInnen und IngenieurInnen
offen.
Schwerpunkt dieses Seminar werden nichtlineare gewöhnliche
bzw. partielle Differentialgleichungen (Modellierung, Analysis und Numerik) sein.
Als Themen sind zur Bearbeitung vorgesehen:
Systemanalyse am Beispiel Beheizung von Wohnhäusern
- A. Blumberga, G. Zogla, P. Davidsen und E. Moxnes,
Residential Energy Efficiency Policy in Latvia: A System Dynamics Approach,
2011.
- H. Bossel,
Systeme, Dynamik, Simulation: Modellbildung, Analyse und Simulation komplexer Systeme,
2004.
- D.M. Imboden und S. Koch,
Systemanalyse: Einführung in die mathematische Modellierung natürlicher Systeme,
Springer-Lehrbuch, 2003.
- M. Matthies,
Einführung in die Systemwissenschaft,
Universität Osnabrück, WS 2002/2003.
- S. Schmidt, T. Jäger und U. Karl,
The Transition of the Residential Heat Market in Germany: A System Dynamics Approach,
2012.
- SystemsModelbook
Luftverschmutzung
- M. Ghil,
Hilbert problems for the geosciences in the 21st century,
Nonlinear Processes in Geophysics 8 (2001), 211-222.
- J.-M. Guldmann,
Industrial location, air pollution control and meteorological variability: a dynamic optimization approach,
Socio-Economic Planning Sciences 12 (1978), 197-214.
- F.I. Khan und S.A. Abbasi,
Effective design of greenbelts using mathematical models,
Journal of Hazardous Materials 81 (2001), 33-65 .
- D.W. Malone,
Modeling air pollution control as a large scale, complex system,
Socio-Economic Planning Sciences 6 (1972), 69-85.
Einfluss sozio-ökonomischer Effekte / Mathematische Modellierung
- P. Nijkamp, J.C.J.M. van den Bergh,
New advances in economic modelling and evaluation
of environmental issues,
European Journal of Operational Research 99 (1997), 180-196.
- J. Phillips,
The advancement of a mathematical model of sustainable development,
Sustainability Science 5 (2010), 127-142.
- M. Shubik,
Simulation of socio-economic systems, Part I,
General Systems 12 (1967), 149-159.
- R.K. Turner,
Integrating natural and socio-economic science in coastal management,
Journal of Marine Systems 25 (2000), 447-460.
- D.T. Dimitrov, H.V. Kojouharov, B.M. Chen,
Reliable Finite Difference Schemes with Applications in Mathematical Ecology,
in: Advances in the Applications of the Nonstandard Finite Difference Schemes,
(R.E. Mickens, Ed.), World Scientific Publishing, River Edge, NJ, 2005, pp. 249-286.
Integriertes Management von Niederschlägen
- X. Cai, D.C. McKinney, L.S. Lasdon,
Integrated hydrologic-agronomic-economic model for river
basin management,
ASCE J. Water Resour. Plan Manage. 129 (2003), 4-17.
- P. Prodanovic,
Response of water resources systems to climate change,
PhD thesis, Department of Civil and Environmental Engineering,
The University of Western Ontario, London (2008).
- P. Prodanovic, S.P. Simonovic,
An Operational Model for Support of Integrated Watershed Management,
Water Resour. Manage. (2009).
Sozial-Ökonomische Analyse von Brennholzverbrauch
- M.F. Türker, K. Kaygusuz,
Socio-economic analysis of fuelwood use in a rural area of Turkey,
Bioresource Technology 54 (1995), 285-290.
- M.F. Türker, E.S. Türker,
The socio-economic analysis of fuelwood consumption with the principal component
analysis in Turkey,
Bioresource Technology 60 (1997), 179-183.
Scheinkriterium:
Präsentation
Schriftliche Ausarbeitung (ca. 10 Seiten, inkl. Beispiele)
Regelmässige Teilnahme am Seminar
Vorkenntnisse:
Basiswissen mathematischer Grundvorlesungen wird vorausgesetzt.
Didaktische Vortragstipps:
Wie halte ich einen Seminarvortrag (M.Lehn, Mainz)
Artikel 1,
Artikel 2,
Artikel 3
Vortragsliste
| Termin |
Name |
Vortragsthema |
Math. Methode |
Quelle |
| Mi, 30.01. |
Sabrina Pickartz |
Beheizung von Wohnhäusern in Deutschland |
Systemanalyse |
|
| Mi, 30.01. |
Nadine Schröer |
Einfluss sozio-ökonomischer Effekte |
Modellierung mit DGLen |
|
| Mi, 30.01. |
Jan Kühn
Sebastian Fritsch |
Integriertes Management von Niederschlägen |
Numerische Lösung von DGL-Systemen |
|
| Mi, 30.01. |
Alina Schneider
Fani Schellkes |
Sozial-Ökonomische Analyse von Brennholzverbrauch |
Principal Component Analysis (PCA) |
|
| Mi, 30.01. |
Laura Grüne
Kristin Domke
Jonas Pichel |
Das Ökosystem des Fichtenwicklers
(Choristoneura
Fumiferana) und seine Populationskontrolle |
Dynamische Systeme
Numerische Lösung von DGL-Systemen |
|
| Mi, 30.01. |
Malte Döring |
Modellierung von Meinungsverbreitung in der Gesellschaft |
Kinetische Modelle |
|
Links:
