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Statistik und Theorie der Simulation

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Statistik und Theorie der Simulation
Modulbezeichnung (engl.): The Statistics and Theory of Numerical Simulation
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2019
Code: MAM_19_A_1.01.MTS
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P241-0088
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
5V+3U (8 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
8
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur 120 min.

[letzte Änderung 10.03.2020]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

DFMME-110 (P610-0443) Maschinenbau, Master, ASPO 01.10.2024 , 1. Semester, Pflichtfach
MAM_19_A_1.01.MTS (P241-0088) Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2019 , 1. Semester, Pflichtfach
MAM_24_A_1.01.MTS Engineering und Management, Master, SO 01.10.2024 , 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 120 Veranstaltungsstunden (= 90 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 8 Creditpoints 240 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 150 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MAM_19_M_3.03.ASF Angewandte Simulation (fluidisch/thermisch)
MAM_19_PE_2.04.SHY Servohydraulik
MAM.2.1.2.29 Versuchsplanung und Qualitätskontrolle


[letzte Änderung 08.02.2022]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Marco Günther
Dozent/innen: Prof. Dr. Marco Günther

[letzte Änderung 21.03.2019]
Lernziele:
Die Veranstaltung hat zwei Themenfelder: Statistik und Theorie der Simulation
 
Teil Statistik:
Die Studierenden können statistische Fragestellungen auf dem Gebiet der Ingenieurwissenschaften selbstständig bearbeiten und lösen. Sie können die dort auftretenden komplexen Datensätze aufbereiten, analysieren und die daraus resultierenden Ergebnisse interpretieren. Sie sind in  der Lage, mit geeigneten Schätz-Methoden aus einer Stichprobe auf die Grundgesamtheit zu schließen und vorgelegte Statistiken bzw. die Ergebnisse ihrer Auswertung kritisch zu hinterfragen.
  
Teil Theorie der Simulation:
Im Rahmen ingenieurtechnischer Problemstellungen kennen die Studierenden die Grundlagen zur mathematische Modellbildung und der numerischen Methoden. Die Studierenden kennen die grundlegenden Eigenschaften von partiellen Differentialgleichungen, einfache Lösungsmethoden und erfahren die Möglichkeiten und Einschränkungen der numerischen Umsetzung anhand der Finiten Differenzen Methode. Zudem gewinnen die Studierenden einen Einblick in die wesentlichen Eigenschaften der Finiten Elemente Methode.

[letzte Änderung 21.11.2024]
Inhalt:
Teil Statistik:
- Beschreibende Statistik: Lage- und Streuungsmaße, Korrelation, Regression
- Wahrscheinlichkeitsrechnung: Zufallsvariablen und Verteilungen, Grenzwertsätze
- Schließende Statistik: Punktschätzung, Intervallschätzung, Hypothesentests
- Einführung in ein Statistik-Programmpaket
 
 
Teil Theorie der Simulation:
- Grundlagen der Vektoranalysis (Satz von Stokes, Satz von Gauss)
- Grundlagen zu partiellen Differentialgleichungen (u.a. Klassifikation)
- Grundbegriffe der Numerik wie Stabilität, Konvergenz, Fehler
- Lösungsverfahren: Separationsansatz, Finite Differenzen Methode (FDM)
- Anwendung der FDM auf Randwertprobleme und Anfangsrandwertprobleme
- Grundlagen der Finite Elemente Methode
- Verwendung von Comsol Multiphysics als Lösungswerkzeug


[letzte Änderung 21.11.2024]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Statistik:
Vorlesung 3 SWS, Übungen 2 SWS,  
Benutzung der webbasierten Lernsoftware ActiveMath:
http://markov.htw-saarland.de:8080/ActiveMath2/main/menu.cmd,
Methode: Lernteam-Coaching
  
Theorie der Simulationen:
Vorlesung 2 SWS, Übungen 1 SWS,  
Tafelanschrieb, Folien, Handouts, Übungen
Methode: Lernteam-Coaching

[letzte Änderung 21.11.2024]
Literatur:
Statistik:
Weber H.: Einführung in die Wahrscheinlichkeit und Statistik für Ingenieure
Hartung J., Elpelt B.: Multivariate Statistik
Walz G., Grabowski B.: Lexikon der Stochastik mit Beispielen
Skript „Deskriptive Statistik”, und Formelsammlung 1
Skript „Wahrscheinlichkeitsrechnung“ und Formelsammlung 2
 
Theorie der Simulationen:
Angermann A., Beuschel M, Rau M., Wohlfarth U.: MATLAB – Simulink – Stateflow
Knabner P., Angermann L.: Numerik partieller Differentialgleichungen
Munz C.-D., Westermann Th.: Numerische Behandlung gewöhnlicher und partieller Differentialgleichungen


[letzte Änderung 21.11.2024]
 
[Sun Dec 22 21:45:06 CET 2024, CKEY=msutds, BKEY=mm2, CID=MAM_19_A_1.01.MTS, LANGUAGE=de, DATE=22.12.2024]