Musterbildung und Dynamik in Nichtgleichgewichts-Systemen

Worum geht's

Du lernst, wie in nichtgleichgewichtigen Systemen räumliche und zeitliche Muster entstehen und sich verändern. Am Ende kannst du Stabilitätsanalysen durchführen, typische Muster- und Dynamiktypen erklären sowie numerische Methoden zur Untersuchung solcher Systeme einsetzen.

Was du danach kannst

• Zeiten- und Längenskalen von Musterbildung herleiten
• Musterbildungsprozesse kategorisieren und Auswahl von Wellenzahlen erklären
• Übergänge zwischen unterschiedlichen Musterzuständen skizzieren
• Stabilität von Mustern analysieren (z. B. lineare Stabilitätsanalyse)
• Auswirkungen von Randbedingungen auf Musterbildung untersuchen
• Stabiles und transientes Verhalten modellieren
• Beginn von raumzeitlichem Chaos fern des Gleichgewichts diskutieren
• Ingenieurbezogene Analyse von Musterbildung (Transport, Kontrolle)
• Beispielmodelle der Musterbildung erklären
• Einsatz numerischer Methoden zur Analyse von Musterbildung skizzieren

Aus was das Modul besteht

• VorlesungWöchentliche Einführung und Besprechung der Kapitelübersicht; Klärung von Fragen und Diskussion ausgewählter Beispielprobleme
• ÜbungBearbeitung und Besprechung von Übungsaufgaben zur Vertiefung und Vorbereitung auf die Prüfung
• SelbststudiumLektüre zugewiesener Buchabschnitte und Herleitungen in eigenem Tempo

Lehrmethode

• Umgedrehter Unterricht (Flipped Classroom)Wöchentliche Überblicksvorträge strukturieren das Selbststudium; ermöglicht eigenständiges Erarbeiten mathematischer Herleitungen zuhause und fokussierte Diskussion in der Präsenzveranstaltung
• Übungsaufgaben mit GruppenbesprechungSichern des Verständnisses durch praktische Rechnungen und Vorbereitung auf Prüfungsfragen