Numerical Simulations with the Discontinuous Galerkin Time Domain Method

• Die Veranstaltung bietet eine Einführung in die fortgeschrittene und leistungsfähige numerische Methode der Discontinuous Galerkin Methode im Zeitbereich. Mit dieser lassen sich zeit-räumliche Phänomene wie elektromagnetische Feldausbreitung und andere durch partielle Differentialglei-chungen beschreibbare Effekte effizient simulieren. 
  
  
• This course provides an introduction tot he sophisticated and powerful Discontinuous Galerkin method in time domain. With this numerical technique it is possible to describe spatiotermporal ef-fects like electromagnetic field propagation and other physical models which can be described by partial differential equations. 

Inhalt

• Einführung, Motivation
• Grundlagen der Discontinuous Galerkin Methode
• Linear Systeme
• Theoretische Grundlagen, Diskrete Stabilität
• Numerische Probleme, Stabilität
• Höhere Ordnungen, Globale Eigenschaften
• Simulation elektromagnetischer Felder

Content

• Introduction, Motivation, History
• Basic elements of the Discontinuous Galerkin Method
• Linear systems • Theory foundation and discrete stability
• Nonlinear problems and properties
• Higher order, global problems
• Application to electromagnetic field simulation

Fachkompetenz / Domain competence:

Die Studierenden sind nach dem Besuch der Lehrveranstaltung in der Lage,

• komplexe elektromagnetische Feldprobleme mathematische zu beschreiben
• einfache numerische Algorithmen auf einer Rechenanlage umzusetzen
• numerisch gewonnene Ergebnisse zu visualisieren und physikalisch zu deuten

After attending the course, the student will be able

• to mathematically describe electromagnetic field problems of high complexity
• to implement simple numerical algorithms on a computer
• to physically interpret and visualise the results obtained numerically

Fachübergreifende Kompetenzen / Key qualifications:

Die Studierenden

• lernen, die erworbenen Kenntnisse und Fertigkeiten disziplinübergreifend einzusetzen,
• erweitern ihre Kooperations- und Teamfähigkeit sowie Präsentationskompetenz bei der Bearbeitung von Übungen
• erlernen Strategien zum Wissenserwerb durch Literaturstudium und Internetnutzung,
• erwerben eine fachbezogene Fremdsprachenkompetenz

The students

• learn to transfer the acquired skills also to other disciplines
• extend their cooperation and team capabilities as well as the presentation skills in the context of solving the exercises
• learn strategies to acquire knowledge from literature and internet
• acquire a specialised foreign language competence

Die theoretischen Konzepte werden in der Form einer Vorlesung präsentiert, in der zugehörigen programmierpraktischen Übung werden für einfache Problemstellungen der Simulationstechnik kleine Programme erstellt.

The theoretical concepts are presented in form of a lecture. In the corresponding exercises simulation techniques are practised by writing or adapting small programs.

Gute Kenntnisse der Maxwellgleichungen, ihrer Eigenschaften und Lösungen. Mathematische Grundkenntnisse in Differentialgleichungen und Vektoranalysis.

Detailed knowledge of the Maxwell Equations, their properities and solutions. Mathematical basis knowledge on differential equations and vector analysis.

Mündliche Prüfung / oral exam

Deutsch oder Englisch (je nach Nachfrage) / German or English (depending on demand)