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Nonlinear Dynamics: Theory and Application in Thermo-Fluid Systems

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#51013 / #3

WiSe 2023/24 - SoSe 2025

English

Nonlinear Dynamics: Theory and Application in Thermo-Fluid Systems

6

Orchini, Alessandro

Benotet

Portfolioprüfung

English

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik

35311200 FG Experimentelle Strömungsmechanik

Physikalische Ingenieurwissenschaft

Kontakt


HF 1

Orchini, Alessandro

a.orchini@tu-berlin.de

https://www.tu.berlin/fd/studium-lehre/lehrveranstaltungen/nonlinear-dynamics-theory-and-applications-in-thermo-fluid-systems

Lernergebnisse

Learn the fundamentals of nonlinear dynamics, and to identify fixed point, periodic and non-periodic solutions. Be able to discuss both qualitatively and quantitatively the nature and solutions of nonlinear dynamical systems. Learn how graphical methods can aid in the solution of these systems.

Lehrinhalte

Importance of nonlinear effects in physical phenomena Classification of fixed points and bifurcations Understanding of bi-stability and triggering Drawing and interpreting phase portraits of low-dimensional dynamical systems Method of averaging and prediction of limit cycles Periodic and non-periodic solutions Chaotic dynamics

Modulbestandteile

Compulsory area

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Nonlinear Dynamics: Theory and Applications in Thermo-Fluid SystemsIV3531 L 51013WiSeen4
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Nonlinear Dynamics: Theory and Applications in Thermo-Fluid Systems (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Attendance15.04.0h60.0h
Pre/post processing15.08.0h120.0h
180.0h(~6 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

The course aims to explain the foundations of nonlinear dynamical systems in relation to the solution of nonlinear differential equations describing physical systems of relevance for engineering applications, and to introduce some of the graphical, mathematical and numerical methods used to study and model nonlinear phenomena. Geometric intuition will aid in keeping the mathematical formalism to a minimum. Real-world examples borrowed from state-of-the-art research in various fields, with a focus on engineering, will aid in attracting the students' interest and in demonstrating the usefulness of the thought methods. In this sense, the "teaching by examples" approach will be adopted.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Prior knowledge into the following topics is required: Complex numbers Linear algebra (eigenvalues/eigenvectors) Ordinary differential equations Python (defining functions, plotting graphs)

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolio examination

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

English

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
Homework15schriftlichRegulary during the semester
Final Project incl. presentation35flexibel2/3 weeks at end of semester
Oral exam50mündlichat the end of the semester

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 7: Fak V«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt89.0pt85.0pt80.0pt76.0pt72.0pt67.0pt63.0pt59.0pt54.0pt50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Homework will be assigned once every ca. 2 weeks, and will be graded. At the end of the semester, the students will work in small groups in completing a final project (ca. 2/3 weeks), a larger homework that makes use of the mathematical/numerical methods learned in the class. The prepared project will be presented at the class. Subsequently, an individual oral exam will complete the examination.

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Wintersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Register with the Pruefeungsamt and contact the reference person. Further info available at http://fd.tu-berlin.de/studium-und-lehre/lehrveranstaltungen/

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Nonlinear Dynamics and Chaos: With Applications to Physics, Biology, Chemistry, and Engineering, by S .Strogatz
Nonlinear Oscillations, Dynamical Systems, and Bifurcations of Vector Fields, by J, Guckenheimer and P. Holmes
Nonlinear Dynamics and Chaos, by J. M. T. Thompson and H. B. Stewart

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)14WiSe 2023/24SoSe 2025
Maschinenbau (M. Sc.)15WiSe 2023/24SoSe 2025
Physikalische Ingenieurwissenschaft (B. Sc.)28WiSe 2023/24SoSe 2025
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)224WiSe 2023/24SoSe 2025
Technomathematik (M. Sc.)18WiSe 2023/24SoSe 2025

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe