Mathematical Modeling of Complex Systems in the Energy Field ()

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Umfang3 SWS
SemesterSommersemester 2021
UnterrichtsspracheEnglisch
TermineSiehe TUMonline

Lernziele

Nach der Teilnahme an dem Modul ist der Studierende in der Lage: - komplexe sozioökonomische Systeme im Energiegebiet zu identifizieren, - die Grundlagen der quantitativen Modellierung (hier insbesondere der Ansatz der Zellulären Automaten, der Soziodynamik und der komplexen Graphen) darzulegen, - die Methoden der drei Ansätze auf einfache Beispiele anzuwenden.

Beschreibung

Eine reine technische Beschreibung von Systemen im Energiegebiet reicht meistens nicht aus, um die Komplexität der Systeme abzubilden. In der Realität spielen Aspekte wie Nutzerverhalten, Akzeptanz und Kommunikation oft eine wichtige Rolle. In dieser Lehrveranstaltung werden mathematische Ansätze vorgestellt, um die sozioökonomische Aspekte modellieren zu können. Wie wachsen Städte? Wie verbreiten sich innovative, dezentrale Technologien wie Photovoltaik? Wie beeinflussen die sozialen Netzwerke unsere Meinung? Ähnliche Fragen werden in dieser Lehrveranstaltung gestellt und für vereinfachte Fallbeispiele beantwortet. Die Ansätze werden anhand von Matlab-Simulationen veranschaulicht.

Inhaltliche Voraussetzungen

Grundkenntnisse über: - Energiesysteme - Differentialgleichungen - Matlab

Lehr- und Lernmethoden

Die Vorlesung besteht aus Vorträgen und Präsentationen, die vom Dozenten gehalten werden. Folien zu den Präsentationen werden vor der Vorlesung in Moodle gestellt. Eventuell wird die Tafel verwendet, um einfache Berechnungen durchzuführen. Die Übungen werden auch vor der Übungsstunde online gestellt. Es wird erwartet, dass die Studierenden die Aufgaben zunächst selbstständig - idealerweise in Teamarbeit - bearbeiten, bevor sie in der Übungsstunde vom Assistenten besprochen werden. Eine Musterlösung wird auch nachher online gestellt. Die Übungen erfordern die Teilnahme der Studierenden, und es wird empfohlen, den eigenen Rechner/Tablet mitzubringen, um Code selber auszuführen. Außerdem wird die Forumfunktion in Moodle verwendet, damit die Studierenden dort ihre Fragen stellen und alle (sowohl die Dozenten als auch die Kommilitonen) sie beantworten können. Eventuell werden andere Funktionen von Moodle (z. B. Quiz) als Lehrunterstützung verwendet, damit die Studierenden die Lehrinhalte selbst üben und nachbereiten können. Es werden auch Hausaufgaben gestellt, die die Nutzung von Matlab erfordern.

Studien-, Prüfungsleistung

Die Modulprüfung besteht aus einer schriftlichen Klausur zur Vorlesung. Die Klausur wird aus Fragen bestehen, die Grundkonzepte der komplexen Systeme abfragt und in Rechenaufgaben die mathematischen Grundlagen der Modelle testet. Die Klausur wird benotet. Die Bearbeitung der Hausaufgaben (einzeln oder in kleinen Gruppen) wird empfohlen. Falls mindestens 75% der Hausaufgaben rechtzeitig abgegeben werden, bekommt der/die Studierende einen Bonus von 0,3 in der Endnote.

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