Lecture Course in Summer Term 2014:
Numerical Analysis and Simulation II:
Partial Differential Equations (PDEs)
Outline
10.04.2014
§ 1. Introduction
1.1 Definitions, Examples
- Definition 1: Partial Differential Equation
- Example 1: Partial Differential Equation of first Order
- Example 2: Laplace-Gleichung
- Example 3: Wave Equation
- Example 4: Heat Equation
- Example 5: Stokes Equation
- Example 6: Euler Equation
15.04.2014
1.2 Type Classification for Second Order Equations
- Definition 1: elliptic, hyperbolic, parabolic
- Example 1: Laplace-/Wave-/Heat Equation
- Definition 2: Type Classification for n independent Variables
1.3 Type Classification for First Order Systems
- Definition 1: real-diagonalizable
- Definition 2: elliptic, hyperbolic
- Example 1: Cauchy-Riemann-Equations
- Example 2: Heat Equation
17.04.2014
§ 2. Elliptische Partielle Differentialgleichungen
2.1 Maximumsprinzip
22.04.2014
2.2 Finite Differenzen Methode
2.3 Sobolev-Räume und Variationsformulierung
2.4 Finite Elemente Methoden
§ 3. Parabolische Partielle Differentialgleichungen
3.1 Anfangsrandwertprobleme
3.2 Finite Differenzen Methoden
3.3 Stabilitätsanalysis
3.4 Semidiskretisierung
§ 4. Hyperbolische Gleichungen zweiter Ordnung
4.1 Die Wellengleichung
4.2 Finite Differenzen Methode
4.3 Charakteristikenmethode
§ 5. Hyperbolische Systeme erster Ordnung
5.1 Systeme von zwei Gleichungen
5.2 Erhaltungsgesetze
5.3 Numerische Methoden für lineare Systeme
- 1-stufige Differenzenverfahren
- globaler Fehler
- Konvergenz
- Konsistenz
- Stabilität
- CFL Bedingung
- Berechnung schwacher Lösungen
5.4 Konservative Methoden für nichtlineare Systeme