Sommersemester 2013
Wie Mathematik bei der Planung von Evakuierungen helfen kann
Dienstag, 25. Juni 2013, 17:30 Uhr, KA.217
Prof. Dr. Horst W. Hamacher, Universität Kaiserslautern
In diesem Vortrag werden Optimierungsmodelle vorgestellt, die Entscheidungsträger dabei unterstützen, Evakuierungen zu planen und Vorhersagen über wichtige Evakuierungsindikatoren (Anzahl der Evakuierten, Gesamtevakuierungszeit, Evakuierungsrouten, etc.) zu machen. Der Schwerpunkt des Vortrags wird auf der Modellierung von
Evakuierungstransportproblemen mittels dynamischer Netzwerkflusstheorie
und
Planung von Notfall- und Einsatzanlagen mit Hilfe der Standorttheorie
liegen. Außerdem wird das neue Forschungsgebiet FlowLoc als Kombination dieser Modelle vorgestellt, das eine integrative Planung beider, in der Praxis eng miteinander verzahnter, Evakuierungsprobleme ermöglicht. Die Theorie, die Lösungsverfahren und die Software wird so vorgestellt, dass keine speziellen Kenntnisse in der mathematischen Optimierung erforderlich sind.
1D-Systemsimulation im Entwurf von hydraulischen Motorsystemen
Dienstag, 4. Juni 2013, 17:30 Uhr, KA.217
Dr. Jochen Broz, Schaeffler Technologies, Herzogenaurach
Über das Theorem von Malgrange und Ehrenpreis
Donnerstag, 23. Mai 2013, 15:45 Uhr, KA.013
Prof. Dr. Peter Wagner, Universität Innsbruck
Das Theorem von Malgrange-Ehrenpreis ist eines der bedeutendsten Ergebnisse in der Theorie von Differentialgleichungen und sichert die Existenz von Fundamentallösungen linearer Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten. Im Vortrag wird die Bedeutung solcher Lösungen diskutiert und es werden Beispiele gegeben. Insbesondere wird auf die nun etwa 60-jährige Geschichte unterschiedlicher Beweisideen eingegangen und es wird ein noch relativ neuer, besonders einfacher und konstruktiver Beweis, der vom Vortragenden stammt, vorgestellt.
Optische Nano-Lithographie als Schlüsseltechnologie der Chipfertigung
Dienstag, 16. April 2013, 17:30 Uhr, KA.217
Dr. Tilmann Heil, Carl Zeiss GmbH, Oberkochen
Die Optische Nanolithografie ist eine Schlüsselfertigungstechnologie der Halbleiterindustrie, die die rasant zunehmende Leistungsfähigkeit integrierter Schaltkreise eng mit Fortschritten in optischen Technologien verknüpft. Bereits 1965 beobachtete der Intel Gründer Gordon Moore, dass sich die Strukturen eines Chips über die Zeit stetig verkleinern, so dass sich die Dichte der Transistoren eines Chips in etwa alle 2 Jahre verdoppelt. Dieses sogenannte "Moore'sche Gesetz" gilt bis heute, da die Erhöhung der Transistordichte auf einem Chip die effektivste Methode ist, die Kosten pro Funktionseinheit eines Chips zu senken. Daher ist die maximale Auflösung der Strukturen eines Chips ein entscheidender kommerzieller Erfolgsfaktor, der durch die Leistungsfähigkeit des Optischen Systems der Lithografie-Anlage bestimmt wird.
Der Vortrag präsentiert einige Herausforderungen moderner Chipfertigung mit Schwerpunkt auf die Optische Nanolithografie und die Eigenschaften der eingesetzten optischen Systeme. Vorgestellt werden die optischen Entwicklungen der EUV (Extreme Ultra-Violet) Lithografie, die die Volumenproduktion zukünftiger Chip Generationen ermöglichen wird. Anforderungen und aktuelle Leistungsdaten von EUV Optiken werden diskutiert. Die Daten demonstrieren das große Potential der EUV Lithografie , die durch das "Moore'sche Gesetz" beschriebenen Fortschritte weit über die gegenwärtige Dekade hinaus zu ermöglichen.
Wintersemester 2012/2013
Zur iterativen Lösung von linearen Gleichungssystemen
Dienstag, 8. Januar 2013, 17:15 Uhr, KA.213
Prof. Dr. Hubert Karl, Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg, Fakultät efi
Bekanntlich konvergiert eine Fixpunktiteration zur Lösung eines linearen Gleichungssystems genau dann, wenn der spektrale Radius der Iterationsmatrix kleiner eins ist. Es wird ein Verfahren vorgestellt, das die Fixpunktiteration auch dann gewährleistet, wenn diese Bedingung („Spektralradius kleiner eins“) nicht erfüllt ist, und anhand von Rechenbeispielen demonstriert.
Mathematik-Kompetenzen überprüfen und fördern - Automatisiert Lehren und Lernen mit STACK
Dienstag, 18. Dezember 2012, 17:15 Uhr, KA.213
Dipl.-Math. Michael Kallweit, Ruhr-Universität Bochum
Mit STACK steht ein computer-gestütztes Assessmentsystem für mathematische Fragestellungen zur Verfügung. Durch Verbindung mit einem Computeralgebrasystem können automatisch Eingaben auf mathematische Eigenschaften getestet, Aufgaben ausgewertet und Bewertungen vorgenommen werden. Mit der Integration in die Lernplattform Moodle steht Lernenden und Lehrenden damit eine moderne und freie eLearning-Lösung für die Mathematik zur Verfügung. Im Vortrag werden Benutzung, Möglichkeiten und Schwierigkeiten dieses Systems vorgestellt und live demonstriert.
Computerunterstützte Detektion und Charakterisierung hämodynamischer Flussmuster in 4D geschwindigkeitscodierter Phasenkontrast-MR
Dienstag, 4. Dezember 2012, 17:15 Uhr, KA.213
Dipl.-Inf. Johann Drexl, Fraunhofer MEVIS, Bremen
4D geschwindigkeitscodierte Phasenkontrast-MR (PCMRI) gestattet zusätzlich zur morpologisch-anatomischen Bildgebung die Erfassung eines zeitaufgelösten 3D Geschwindigkeitsfeldes v(x,t). Ganz besonders die klinische Kardiologie könnte von dieser Technik profitieren, denn mit PCMRI ist eine in-vivo Untersuchung patienten-individueller hämodynamischer Flussmuster möglich.
Standard-Visualisierungstechniken aus dem Bereich der Computergraphik (Streamlines, Pathlines, Particle Traces etc) unterstützen bereits heute Experten bei der Analyse der hochgradig komplexen Flussmuster im Herzen und in den großen Blutgefäßen. Einen weiterer Fortschritt verspricht man sich jedoch durch die Entwicklung computergestützter, objektiver Charakterisierungen von hämodynamischen Flussmustern.
Schwerpunkt dieses Vortrags ist die Detektion kohärenter Strukturen in PCMRI Daten. Dazu wird zunächst eine Einführung in die Thematik und ein Überblick über existierende Methoden aus der Fluiddynamik gegeben. Im Gegensatz zu Datensätzen, die aus CFD Rechnungen stammen, enthalten reale Datensätze (wie die PCMRI Daten) Meßrauschen und sind niedrig aufgelöst. Bei der naiven Anwendung "klassischer" Methoden auf PCMRI Daten ergeben sich deshalb oft Schwierigkeiten. Eine Möglichkeit, diese Probleme zu umgehen, ist die Anwendung von Vector Pattern Matching Methoden. Speziell wird die Adaptive Vector Pattern Matching (AVPM) Methode vorgestellt, welche eine robuste Orientierungsschätzung mit dem Vector Pattern Matching Ansatz verbindet. Abschliessend erfolgt ein Vergleich und ein Benchmarking verschiedener Ansätze zur Detektion kohärenter Strukturen anhand digitaler Phantome, physikalischer Phantome und in-vivo Datensätzen.
Arterial Spin Labeling: kontrastmittel-freie MRT-Methode für Perfusionsmessung und mehr
Dienstag, 13. November 2012, 17:15 Uhr, KA.204
Prof. Dr. Matthias Günther, Fraunhofer MEVIS, Bremen
Bildgebende Verfahren in der Medizin sind heute in der Lage, nicht nur strukturelle Bilder vom Inneren des Körpers zu erzeugen, sondern können auch funktionelle Aspekte wie z.B. Durchblutung abbilden. Meistens wird dazu ein Kontrastmittel in eine Armvene eingespritzt, was für den Patienten nicht nur unangenehm ist, sondern auch nicht beliebig wiederholt werden kann. In dem Vortrag wird eine Technik vorgestellt, bei dem das Blut selbst als Kontrastmittel dient, man daher auf die Spritze verzichten kann. Dieses sog. Arterial Spin Labeling ist eine sehr flexible Technik, deren Anwendungsmöglichkeiten weit über die reine Durchblutungsmessung hinausgeht. So besteht die Möglichkeit, die Vorsorgungsgebiete einzelner Gefäße genauso zu beobachten wie Austauschprozesse auf kapillarer Ebene.
Sommersemester 2012
Interaktive Mathematik-Software für Web und Mobil-Geräte
Dienstag, 26. Juni 2012, 17:15 Uhr, KA.202
Achtung: Auf einigen Aushängen in der Hochschule ist eine falsche Uhrzeit angegeben. Die Uhrzeit 17:15 Uhr ist korrekt.
Prof. Dr. Alfred Wassermann, Lehrstuhl für Mathematik und ihre Didaktik, Universität Bayreuth
Mobilgeräte wie Tablet-Computer und Smartphones bieten die Chance zu explorativem Umgang mit Mathematik. Gleichzeitig vermeiden Sie in Lehrsituationen die organisatorischen Probleme, die sich bisher bei der Nutzung von Computerräumen oder Notebooks ergaben. Allerdings ist nahezu die gesamte PC-Software auf diesen Geräten nicht mehr lauffähig. Die nötige Portierung existierender Software wird durch die Betriebssystems-Vielfalt bei Mobil-Geräten stark erschwert.
Im Vortrag wird das Projekt JSXGraph vorgestellt, das web-basierte Lösungen aus diesem Dilemma bietet.
JSXGraph ist eine Bibliothek zum Erstellen von Web-Applikationen zur Dynamischen Mathematik. Sie ist Grundlage der Programmiersprache JessieCode, eine Sprache speziell für Euklidische Geometrie und Funktionsgraphen. Diese wiederum ist Grundlage der Software Sketchometry, deren sketch-basierte Fingerbedienung neue Interaktionsmöglichkeiten bietet.
Über Web-Anwendungen für Tablet-Computer hinaus kann JSXGraph direkt in E-Books eingebunden werden und eröffnet damit neue Horizonte bei der Gestaltung interaktiver Lehrbücher.
Parameteridentifikation in thermischen Ablationsverfahren
Dienstag, 24. April 2012, 17:15 Uhr, KA.215
Dr. rer. nat. Hanne Tiesler, Fraunhofer MEVIS, Bremen
Thermische Ablationsverfahren werden heute in vielen Fällen als schonende Therapie für die Behandlung von Tumoren eingesetzt. Um das gesamte Potential dieser Verfahren nutzen zu können und für den Patienten den bestmöglichen Erfolg zu erzielen, ist eine sorgfältige und patientenbezogene Planung nötig.
Zur Unterstützung der Therapie und insbesondere der Planung, wurden mathematische Modelle entwickelt, mit denen der Vorgang der Ablation im Vorfeld simuliert werden kann.
In diesem Vortrag soll es darum gehen, wie man die Simulation und damit die Planung weiter verbessern, also insbesondere besser auf den einzelnen Patienten abstimmen kann. Dafür wird ein mathematisches Identifikationsproblem zur Bestimmung der Gewebeparameter vorgestellt. Das Ziel der Parameteridentifikation ist die Berechnung der unbekannten Gewebeparameter für den individuellen Patienten, da diese das Modell und damit die Vorhersage für den Erfolg der Therapie maßgeblich beeinflussen.
Für die Identifikation wird ein Minimierungsproblem mit tracking type Zielfunktion und einem System von partiellen Differentialgleichungen als Nebenbedingungen verwendet. Es werden Ergebnisse für die Identifikation der wichtigsten Parameter in der Radiofrequenz Ablation sowie für die hochintensive fokussierte Ultraschall-Therapie gezeigt.
"Hot or Not?" - Was wissen wir über den Klimawandel?
Dienstag, 27. März 2012, 17:15 Uhr, A 213
Prof. Dr. Manfred Kottcke, GSO-Hochschule Nürnberg
Der Prozess einer fortschreitenden Erwärmung der Erdoberfläche in den letzten ca. 40 Jahren ist mittlerweile durch zahlreiche Messdaten gesicherte wissenschaftliche Erkenntnis. Welche Auswirkungen diese Erwärmung auf andere klimatische Parameter hat, ist allerdings noch sehr viel unsicherer und Gegenstand intensiver Forschung. Darüber hinaus stellt sich die Frage, ob bzw. zu welchem Anteil die Erwärmung auf anthropogene Ursachen zurückzuführen ist und in welcher Art die Menschheit auf diesen Prozess reagieren sollte. Der Vortrag versucht den Stand der gegenwärtigen wissenschaftlichen Kenntnis wiederzugeben und leitet zur Debatte um mögliche Konsequenzen hin.
Winterersemester 2011/12
Mathematische Grundlagen der Linearen Systemtheorie und Diskreten Signalverarbeitung --- Welche zeitinvarianten linearen Systeme lassen sich als Faltungsoperatoren darstellen?
Dienstag, 13. Dezember 2011, 17.15 Uhr, Hörsaal E 105 in der Wassertorstraße
Prof. Dr. Rolf Brigola, GSO-Hochschule Nürnberg
Sommersemester 2011
Wozu braucht man Vektorrechnung bei der Datenübertragung ?
Dienstag, 7. Juni 2011, 16 Uhr, Hörsaal E 013 in der Wassertorstraße
Prof. Dr. Henrik Schulze, FH Südwestfalen
Variationsmethoden in der Bildverarbeitung
Donnerstag, 19. Mai 2011, 16 Uhr, Hörsaal E 014 in der Wassertorstraße
Prof. Dr. Peter Singer, FH Ingolstadt
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