Thistextbook expands the standard work on numerical mathematics to include the numerics of partial differential equations. The volume is intended for students of mathematics as well as physicists, chemists and engineers who are confronted with finding efficient solutions for complex application problems.

Dieses Lehrbuch behandelt das Thema Numerik partieller Differentialgleichungen, im Wesentlichen aufbauend auf dem Band Numerische Mathematik 1. Der Schwerpunkt liegt auf elliptischen und parabolischen Systemen; hyperbolische Erhaltungsgleichungen werden aber ebenfalls elementar behandelt.

Numerische Mathematik wird verstanden als Teilgebiet des Scientific Computing, zu Deutsch auch Wissenschaftliches Rechnen. Im Vordergrund steht hier die Effizienz von Algorithmen, d.h. Schnelligkeit, Verlässlichkeit und Robustheit, dies führt zu adaptiven Algorithmen. Die theoretische Herleitung und Analyse von Algorithmen ist in diesem Buch so elementar wie möglich gehalten; die benötigte etwas anspruchsvollere mathematische Theorie ist im Anhang zusammengefasst. Zahlreiche Abbildungen und Illustrationsbeispiele erläutern die komplexen Sachverhalte. Als nichttriviale Beispiele dienen Probleme aus Nanotechnologie, Chirurgie und Physiologie.

Das Buch richtet sich an Studierende sowie an bereits im Beruf stehende Mathematiker, Naturwissenschaftler und Ingenieure. Es ist als Lehrbuch konzipiert, aber auch gut für ein Selbststudium geeignet.

Aus dem Inhalt

• Elementare partielle Differentialgleichungen
• Mathematische Modelle aus Elektrodynamik, Strömungsdynamik, Elastomechanik
• Differenzen-Methoden
• Spektralmethoden
• Finite-Elemente-Methoden
• Direkte und iterative Löser für Gittergleichungssysteme
• Konstruktion adaptiver hierarchischer Gitter
• Adaptive Mehrgittermethoden für lineare Rand- und Eigenwertprobleme
• Adaptive Mehrgittermethoden für nichtlineare elliptische Randwertprobleme
• Raum-Zeit-adaptive Integration parabolischer Differentialgleichungen

Dieses Lehrbuch behandelt das Thema Numerik partieller Differentialgleichungen, im Wesentlichen aufbauend auf dem Band Numerische Mathematik 1. Der Schwerpunkt liegt auf elliptischen und parabolischen Systemen; hyperbolische Erhaltungsgleichungen werden aber ebenfalls elementar behandelt.

Numerische Mathematik wird verstanden als Teilgebiet des Scientific Computing, zu Deutsch auch Wissenschaftliches Rechnen. Im Vordergrund steht hier die Effizienz von Algorithmen, d.h. Schnelligkeit, Verlässlichkeit und Robustheit, dies führt zu adaptiven Algorithmen. Die theoretische Herleitung und Analyse von Algorithmen ist in diesem Buch so elementar wie möglich gehalten; die benötigte etwas anspruchsvollere mathematische Theorie ist im Anhang zusammengefasst. Zahlreiche Abbildungen und Illustrationsbeispiele erläutern die komplexen Sachverhalte. Als nichttriviale Beispiele dienen Probleme aus Nanotechnologie, Chirurgie und Physiologie.

Das Buch richtet sich an Studierende sowie an bereits im Beruf stehende Mathematiker, Naturwissenschaftler und Ingenieure. Es ist als Lehrbuch konzipiert, aber auch gut für ein Selbststudium geeignet.

Aus dem Inhalt

• Elementare partielle Differentialgleichungen
• Mathematische Modelle aus Elektrodynamik, Strömungsdynamik, Elastomechanik
• Differenzen-Methoden
• Spektralmethoden
• Finite-Elemente-Methoden
• Direkte und iterative Löser für Gittergleichungssysteme
• Konstruktion adaptiver hierarchischer Gitter
• Adaptive Mehrgittermethoden für lineare Rand- und Eigenwertprobleme
• Adaptive Mehrgittermethoden für nichtlineare elliptische Randwertprobleme
• Raum-Zeit-adaptive Integration parabolischer Differentialgleichungen