Nichtlineare Dynamik und komplexe Systeme 2

Worum geht's

Du lernst, wie sich Selbstorganisation und Musterbildung in räumlich ausgedehnten, dissipativen Systemen mathematisch beschreiben lassen. Schwerpunkte sind Reaktions‑Diffusions‑Systeme (Wellen, Pulse, Spiralwellen, Turing‑Strukturen) und gekoppelte Oszillatoren (Kuramoto‑Übergang, komplexe Ginzburg‑Landau‑Gleichung) sowie die Simulation und Klassifikation der entstehenden Muster.

Was du danach kannst

• Mechanismen der Musterbildung in dissipativen Systemen verstehen
• Prototypische Modelle für bistabile, erregbare und oszillatorische Reaktions‑Diffusions‑Regime erklären
• Ursprung von Synchronisation in gekoppelten Oszillatoren erklären
• Simulationen von Reaktions‑Diffusions‑Systemen durchführen und Muster klassifizieren

Aus was das Modul besteht

• VorlesungPräsentation der thematisch strukturierten Lerninhalte und interdisziplinärer Zusammenhänge; Einbindung der Studierenden in wissenschaftliche Diskussionen
• ÜbungVertiefung und Einübung der Inhalte an Problembeispielen und Computerübungen; Vorbereitung auf die Prüfung

Lehrmethode

• VorlesungVermittlung der Konzepte mit Querverweisen zur Förderung des analytisch‑physikalischen Denkens
• Übung / ComputerübungenAnwenden und Üben der Methoden, eigenständiges Erklären und Durchführen von Simulationen