Mathematik und Computergestützte Simulation sind von grundlegender Bedeutung für das Ingenieurwesen, insbesondere auch für fast alle Disziplinen im Bauingenieurwesen. Mathematisch fundierte computergestützte Simulation hat sich neben Theorie und Experiment zur dritten Säule der Natur- und Technikwissenschaften entwickelt und besitzt den Charakter einer eigenständigen Grundlagendisziplin.  Mit ihrer Hilfe können Experimente optimiert, ergänzt, reduziert oder gar ersetzt werden.  Insbesondere können Parameterstudien leicht und kostengünstig durchgeführt werden. Es können Erkenntnisse in Situationen gewonnen werden, wo Experimente unmöglich oder unsinnig sind; man denke zum Beispiel an die Sicherheit kritischer Infrastrukturen bei außergewöhnlichen äußeren Einwirkungen.
Computergestützte Simulation ermöglicht auch die Analyse von Strukturen und Vorgängen bei zufallsbeeinflussten Parametern, bei Unsicherheiten in der Modellbildung oder bei nicht-deterministischen Verhaltensweisen und öffnet somit neue Möglichkeiten für Ingenieure beim Durchspielen von Szenarien und bei der Entscheidungsfindung unter den in der Praxis immer existierenden Unsicherheiten.

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Lehre

Im Bachelorstudiengang Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften werden von den beiden Professoren des Instituts Grundlagen aus den Bereichen Mathematik, Programmieren, Finite Elemente und andere computergestützte Berechnungsverfahren, sowie in der Statistik und Quantifizierung von Unsicherheiten vermittelt. Im zugehörigen Masterstudiengang werden Vertiefungen vor allem zu numerischen Themen, wie beispielsweise numerische Methoden für Schwingungsprobleme oder Finite Elemente für nichtlineare Problemstellungen, angeboten.
Im Bachelor- und Masterstudiengang Mathematical Engineering werden vor allem die Veranstaltungen zur Analysis und Numerik von gewöhnlichen und partiellen Differentialgleichungen betreut.

Forschung

Die Bandbreite der Forschungs- und Entwicklungsvorhaben erstreckt sich über das gesamte Spektrum von der Grundlagenforschung (Numerische Analysis) bis zur Entwicklung eigener praxisreifer Simulationswerkzeuge für Höchstleistungsrechner. Themenschwerpunkte sind hierbei Festkörper- und Strukturdynamik, Kontaktprobleme, gekoppelte Mehrfeldprobleme und Aspekte des High Performance
Computing, mit innovativen und interdisziplinären Anwendungen innerhalb des Bauingenieurwesens und der Umweltwissenschaften sowie darüber hinaus (z.B. Biomedizin). In der mathematischen Grundlagenforschung steht die Analyse der Genauigkeit der numerischen Lösung (Diskretiserungsfehler) von Randwertaufgaben und von Optimalsteuerproblemen für partielle Differentialgleichungen und Variationsungleichungen derzeit im Mittelpunkt.

 

Ansprechpartner und Adressen

Universität der Bundeswehr München
Institut für Mathematik und Computergestützte Simulation
Gebäude 41, Sekretariat Raum 5211
85577 Neubiberg

• Mathematik
Univ. Prof. Dr. rer. nat. habil. Thomas Apel
Tel. 089 6004-3405

• Compuntergestützte Simulation im Bauingenieurwesen
Univ. Prof. Dr.-Ing. Alexander Popp
Tel. 089 6004-3082