401-3652-00L  Numerical Methods for Hyperbolic Partial Differential Equations

SemesterFrühjahrssemester 2019
DozierendeS. Mishra
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung


401-3652-00 VNumerical Methods for Hyperbolic Partial Differential Equations4 Std.
Mo13:15-15:00HG F 26.5 »
Di15:15-17:00HG E 5 »
S. Mishra
401-3652-00 UNumerical Methods for Hyperbolic Partial Differential Equations1 Std.
Mo15:15-16:00HG F 26.5 »
S. Mishra


KurzbeschreibungThis course treats numerical methods for hyperbolic initial-boundary value problems, ranging from wave equations to the equations of gas dynamics. The principal methods discussed in the course are finite volume methods, including TVD, ENO and WENO schemes. Exercises involve implementation of numerical methods in MATLAB.
LernzielThe goal of this course is familiarity with the fundamental ideas and mathematical
consideration underlying modern numerical methods for conservation laws and wave equations.
Inhalt* Introduction to hyperbolic problems: Conservation, flux modeling, examples and significance in physics and engineering.

* Linear Advection equations in one dimension: Characteristics, energy estimates, upwind schemes.

* Scalar conservation laws: shocks, rarefactions, solutions of the Riemann problem, weak and entropy solutions, some existence and uniqueness results, finite volume schemes of the Godunov, Engquist-Osher and Lax-Friedrichs type. Convergence for monotone methods and E-schemes.

* Second-order schemes: Lax-Wendroff, TVD schemes, limiters, strong stability preserving Runge-Kutta methods.

* Linear systems: explicit solutions, energy estimates, first- and high-order finite volume schemes.

* Non-linear Systems: Hugoniot Locus and integral curves, explicit Riemann solutions of shallow-water and Euler equations. Review of available theory.
SkriptLecture slides will be made available to participants. However, additional material might be covered in the course.
LiteraturH. Holden and N. H. Risebro, Front Tracking for Hyperbolic Conservation Laws, Springer 2011. Available online.

R. J. LeVeque, Finite Volume methods for hyperbolic problems, Cambridge university Press, 2002. Available online.

E. Godlewski and P. A. Raviart, Hyperbolic systems of conservation laws, Ellipses, Paris, 1991.
Voraussetzungen / BesonderesHaving attended the course on the numerical treatment of elliptic and parabolic problems is no prerequisite.

Programming exercises in MATLAB

Former course title: "Numerical Solution of Hyperbolic Partial Differential Equations"


Information zur Leistungskontrolle (gültig bis die Lerneinheit neu gelesen wird)
Leistungskontrolle als Semesterkurs
ECTS Kreditpunkte10 KP
PrüfendeS. Mishra
RepetitionDie Leistungskontrolle wird in jeder Session angeboten. Die Repetition ist ohne erneute Belegung der Lerneinheit möglich.
Prüfungsmodusmündlich 30 Minuten
Diese Angaben können noch zu Semesterbeginn aktualisiert werden; verbindlich sind die Angaben auf dem Prüfungsplan.


Keine öffentlichen Lernmaterialien verfügbar.
Es werden nur die öffentlichen Lernmaterialien aufgeführt.


Keine Informationen zu Gruppen vorhanden.


Keine zusätzlichen Belegungseinschränkungen vorhanden.

Angeboten in

Doktorat Departement MathematikGraduate School / GraduiertenkollegWInformation
Mathematik BachelorKernfächer aus Bereichen der angewandten Mathematik ...WInformation
Mathematik MasterKernfächer aus Bereichen der angewandten Mathematik ...WInformation