Sprungmarken

Servicenavigation

TU Dortmund

Hauptnavigation


Bereichsnavigation

Mathematisches Kolloquium

Datum Gastredner Thema Ort
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
16.01.2012
17.15 Uhr
Prof. Dr. Gero Friesecke
TU München
Atomistic energy minimization, crystallization, and Wulff shapes

Zusammenfassung


The question how to rigorously derive continuum mechanics models of solids from atomistic models remains poorly understood.
This is because from an atomistic point of view, key phenomena such as elasticity, plasticity, fracture are ``small`` or ``localized`` deviations from crystalline order; but we do not really understand why crystalline order emerges in the first place. I will review recent advances in the following two areas:
(i) Crystallization. One would like to show that, under appropriate conditions, minimizers $(x_1,..,x_N)$ of atomistic energy functionals such as $E(x_1,..,x_N)=\sum_{1\le i (ii) Shape problems. One would like to show that in many situations, atoms assemble into specific shapes, governed by preferred solid-vapour interface orientations. In particular, I will explain the recent result that atomistic ground states of the 2D Heitmann-Radin model form regular hexagons as $N\to\infty$.
This follows by showing that in a suitable scaling limit, the atomistic energy converges (in the sense of De Giorgi`s Gamma convergence) to a continuum Wulff-Herring surface energy.
(Joint work with Yuen Au Yeung and Bernd Schmidt, Calc.Var.PDE (Online First) 2011, arXiv 0909.0927v1.)
[Abstract]
[PDF]
Mathematik-Gebäude, TU-Dortmund, M/E28
Antrittsvorlesung
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
23.01.2012
17.15 Uhr
Prof. Dr. Christian Meyer
Fakultät für Mathematik, TU Dortmund
Optimierung nach Maß: Optimale Steuerung partieller Differentialgleichungen mit Zustandsbeschränkungen Mathematik-Gebäude, TU-Dortmund, M/E28
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
20.03.2012
11.15 Uhr
Prof. Dr. Friedhelm Schieweck
Otto-von-Guericke Universität Magdeburg
Exactly divergence free finite elements for the Darcy-Brinkman equations

Zusammenfassung


For the Darcy-Brinkman equations, which model porous media flow, we present a new H^1-conforming exactly divergence free finite element for approximating the velocity based on composite quadrilateral or hexahedral elements which consist of triangular or tetrahedral subelements.
The pressure is approximated by corresponding discontinuous finite elements in such a way that the divergence of a discrete velocity function is contained in the discrete pressure space. As a consequence, the discretely divergence free velocity functions are exactly divergence free. Moreover, the inf-sup-condition is satisfied uniformly with respect to the mesh-size.
Due to the exactly divergence free property of the velocity approximation, the discretization error of the velocity does not depend on the approximation error of the pressure and we get an error estimate which is uniform with respect to the viscosity coefficient in the model. This property is also satisfied if the proposed element pair is applied to the numerical solution of the Navier-Stokes equations.
We present optimal a priori error estimates for the velocity- and pressure- approximation of the Darcy-Brinkman model. Furthermore, we discuss the efficient solution of the arising mixed linear system for the nodal vectors of velocity and pressure.
[Abstract]
[PDF]
Mathematik-Gebäude, Seminarraum M614/616
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
23.03.2012
11.15 Uhr
Yogi Ahmad Erlangga
Alfaisal University, Riyadh
Multilevel Iterations with Krylov Methods

Zusammenfassung


Multilevel methods have been one class of powerful iterative methods for solving a linear system of equations. Some examples are multigrid and domain decomposition methods. They are often referred to as subspace correction methods, because of error reduction processes that are carried out in a subset of the solution subspace. Multigrid, for instance, employs coarse-grid correction performed at a coarse grid to reduce the components of error that cannot be effectively reduced by a fixed-point iterative method on the fine (actual) computational grid. These components typically correspond to the slow varying components of the error function in the Fourier space. The fast varying, highly oscillatory components can however be easily handled by a fixed-point iteration. An efficient multigrid method is obtained via an effective interplay between the reduction of error on the fine grid - called smoothing - and the coarse-grid correction.
In this seminar, another method to perform a multilevel iteration is presented. Different from multigrid, the method utilizes a Krylov method as the basis in the error reduction process. Krylov methods however do not have any smoothing property like the usual multigrid smoothers (Jacobi or Gauss-Seidel), and hence the fast and low varying components of error are not distinguishable. As a consequence, a simple replacement of a smoother by a Krylov method will not lead to a useful multilevel method.
We shall show how to build such an iteration properly, which leads to a method that is as effective as an efficient multigrid, and requires almost the same setting as multigrid. In fact, the method can achieve a fast convergence typical for multigrid for problems that standard multigrid methods do not even work. Numerical results for some class of problems including the Helmholtz equation, the biharmonic equation, and involving singular matrices will be presented.
Some parts of this talk are a join work with Reinhard Nabben (TU Berlin) and/or Kees Vuik (TU Delft)
[Abstract]
Mathematik-Gebäude, Seminarraum M614/616
Im Rahmen des Kolloquiums "Optimierung und Operations Research"
27.03.2012
14:30
Claudia D`Ambrosio
LIX, École Polytechnique
Feasibility Pump, Heuristic Methods for Nonconvex Mixed Integer Nonlinear Programming Problems

Zusammenfassung


One of the foremost difficulties in solving Mixed Integer Nonlinear Programs (MINLP), either with exact or heuristic methods, is to find a feasible point. We address this issue with a new feasibility pump algorithm tailored for nonconvex MINLPs. Feasibility pumps are successive projection algorithms that iterate between solving a continuous relaxation and a mixed-integer relaxation of the original problems; such approaches currently exist in the literature for Mixed-Integer Linear Programs and convex MINLPs. Both cases exhibit the distinctive property that the continuous relaxation can be solved in polynomial time. In nonconvex MINLP such a property does not hold and the main innovations in this paper are tailored algorithmic methods to overcome such a difficulty. In this talk, we review the Feasibility Pump evolution from the original one proposed by Fischetti, Glover, and Lodi (2005) to the one addressed to nonconvex Mixed Integer Nonlinear Programming problems, one of the first effective heuristics proposed for general MINLPs.
[Abstract]
[PDF]
M/511
Oberseminar über Approximationstheorie
Im Rahmen des Kolloquiums "Optimierung und Operations Research"
15.05.2012
14:15
Dipl.-Wirt.-Math. Tobias Springer
TU Dortmund
Optimalitätsbedingungen des Penalized Frame Potentials Mathematik-Gebäude, Hörsaal M/E19
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
15.05.2012
16:00
Thomas Slawig
CAU Kiel
Algorithmisches Differenzieren und Parameteroptimierung in Klimamodellen

Zusammenfassung


Algorithmisches (oder auch Automatisches) Differenzieren - AD - ist eine Technologie der angewandten Mathematik und Informatik. Auf Basis eines Programmcodes, der eine Funktion auswertet, generiert AD-Technologie ein neues Programm, das die Funktion und ihre Ableitung auswertet. AD kann überall dort eingesetzt werden, wo Sensitivitäts- und Ableitungsinformationen wichtig sind. Dies ist z.B. bei der Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme, bei der Optimierung und bei Unsicherheitsanalysen der Fall. AD-Softwrae ist für viele Programmiersprachen verfügbar, darunter Fortran, C++ und Matlab. Wesentliche Gesichtspunkte beim Einsatz von AD sind die problemangepasste Auswahl der richtigen Methode, um eine hohe Effizienz gerade bei hochdimensionalen Problemen zu erhalten. Als Beispiel betrachten wir Parameteridentifikations- oder -Optimierungsprobleme in marinen Ökosystemen, die zur Modellierung des globalen Kxohlenstoffkreislaufs und damit der CO2-Bilanz bedeutend sind. Diese Modelle basieren auf partiellen Differentialgleichungen, und klimatologisch sinnvolle Lösungen werden als periodische Lösungen in einer langen Fixpunktiteration berechnet. AD-Softwrae wird hier in speziellen Optimierungsverfahren eingesetzt, um den Zuwachs an Aufwand für eine Optimierung gegenüber der Simulation möglichst im Rahmen zu halten.
[Abstract]
Mathematik-Gebäude, Raum M614
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
Im Rahmen des Mathematikdidaktischen Kolloquiums
20.06.2012
16.00 Uhr
Dr. Michael Meyer
Fakultät für Mathematik, TU Dortmund
Vom Satz zum Begriff - Einblicke in eine Habilitationsschrift zu philosophisch-logischen Perspektiven auf das Entdecken, Prüfen und Begründen im Mathematikunterricht Mathematik-Gebäude, TU-Dortmund, Hörsaal E28
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
23.06.2012
15.30 Uhr
Prof. Dr. Norbert Schappacher
Universität Straßburg
Eine Umwälzung, keine Revolution: Was zwischen den Weltkriegen in der Mathematik geschah [WWW]
Vortrag im Rahmen des Sommerfestes der Fakultät für Mathematik
Mathematik-Gebäude, TU-Dortmund, Hörsaal E28
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
Im Rahmen des gemeinsamen Oberseminars Differentialgeometrie der Universitäten Bochum/Dortmund
28.06.2012
16.15 Uhr
Prof. Dr. Helga Baum
Humboldt-Universität Berlin
On Lorentzian manifolds with special holonomy [WWW]
Bitte die Raumänderung beachten (Campus Süd)!
Im Anschluss: Vortrag von Dr. Frank Reidegeld
Campus Süd, Pav. 4 / SR 003
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
Im Rahmen des gemeinsamen Oberseminars Differentialgeometrie der Universitäten Bochum/Dortmund
28.06.2012
17.30 Uhr
Dr. Frank Reidegeld
Fakultät für Mathematik, TU Dortmund
Deformations of non-compact G_2-manifolds [WWW]
Achtung - der Vortrag findet am Campus Süd statt.
Zuvor: Vortrag von Prof. Dr. Helga Baum
Campus Süd, Pav. 4 / SR 003
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
10.07.2012
10.00 Uhr
PhD Juan Carlos De Los Reyes
Quito, Equador
An optimization based numerical approach for free boundary problems modeled by variantional inequalities of the second kind Mathematik-Gebäude, Seminarraum M614/616
Im Rahmen des Kolloquiums "Optimierung und Operations Research"
16.07.2012
16:00
Dr. Dennis Michaels
ETH Zürich
Improved convex relaxations through simultaneous convexification of non-linear functions

Zusammenfassung


A challenging task in global optimization is to construct tight convex relaxations that provide reasonably globally valid bounds on a mixed-integer nonlinear program (MINLP). For a general MINLP, convex relaxations are usually obtained by replacing each non-linearity by convex under- and concave overestimators. The mathematical object studied to derive such estimators is given by the convex hull of the graph of the function over the relevant domain. To derive improved relaxations, we consider a finite set of given functions as a vector-valued function and study the convex hull of its graph. We establish a link between such a convex hull object and the convex hulls of the graphs of a certain family of real-valued functions. This link can be used to define improved relaxations. We especially focus on small sets of well-structured univariate functions. Moreover, we consider some classes of (real-valued) functions for which a simultaneous convexification with the set of multi-linear monomials leads to an explicit description for the tightest convex underestimating function. The extended formulation is based on the idea of the RLT-appraoch introduced by Sherali and Adams. Numerical examples are presented demonstrating the impact of the concepts.
[Abstract]
[PDF]
M/E19
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
16.07.2012
17:15
Prof. Dr. Ulrich Reif
TU Darmstadt
Multivariate Interpolation und Approximation mit Polynomen
Kaffee/Tee ab 16.45 Uhr im Raum M614.
Mathematikgebäude, Raum M614
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
19.07.2012
15.00 Uhr
Prof. Dr. Roland Becker
Université de Pau et des Pays de l`Adour, Frankreich
Die Nitsche-Methode für inkompressible Strömungen
Vortrag im Rahmen der Akademie des SFB 708
Mathematik-Gebäude, Seminarraum M614/616
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
Im Rahmen des Kolloquiums "Optimierung und Operations Research"
25.07.2012
16.15 Uhr
Prof. Dr. Peter Zörnig
University of Brasilia
Improved optimization modelling for the closest string and related problems Mathematik-Gebäude, Seminarraum M811
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
30.08.2012
15.00 Uhr
Dr. Fabio Furini
Università die Bologna
Heuristic and exact algorithms for the interval min-max regret knapsack problem
Der Vortrag richtet sich auch an Studierende mit Vorkenntnissen in Optimierung.
Mathematik-Gebäude, Seminarraum M511
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
28.09.2012
11.15 Uhr
Prof. Dr. Thomas Hillen
University of Alberta, Kanada
Mathematical Modelling with Fully Anisotropic Diffusion

Zusammenfassung


With “fully anisotropic” I describe diffusion models of the form u_t=\nabla \nabla (D(x) u), where the diffusion tensor appears inside both derivatives. This model arises naturally in the modeling of brain tumor spread and wolf movement and other applications. Since this model does not satisfy a maximum principle, it can lead to interesting spatial pattern formation, even in the linear case. I will present a detailed derivation of this model and discuss its application to brain tumors and wolf movement. Furthermore, I will present an example where, in the linear case, the solution blows-up in infinite time; a quite surprising result for a linear parabolic equation
(joint work with K.J. Painter and M. Winkler).
[Abstract]
Mathematik-Gebäude, Seminarraum M511
Vortrag in der Reihe ``Was ist ...?``
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
28.11.2012
17.00 Uhr
JProf. Dr. Tomás Dohnal
Fakultät für Mathematik, TU Dortmund
Was ist die nichtlineare Schrödinger-Gleichung?

Zusammenfassung


Die nichtlineare Schrödinger-Gleichung (NLS) beschreibt klassische Wellen, wie z.B. Wasserwellen oder optische Wellen. Aber wie so und was tut das i da? Ist die Welle u komplex? Und wo ist die zweite Zeit-Ableitung in dieser ‘Wellen-Gleichung’? Wir werden diese Fragen antworten und zeigen, wie die NLS als ein asymptotiches Wellenmodell entsteht. Einige interessante Eigenschaften, wie die Existenz von Soliton-Lösungen, Hamiltonische Struktur, volle Integrabilität und Blow-up in endlicher Zeit werden besprochen. Auch ein einfaches numerisches Verfahren für die NLS wird erwähnt.
[Abstract]
[PDF] [WWW]
Mathematik-Gebäude, Hörsaal M/E23
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
28.11.2012
14.15 Uhr
Prof. em. Robert Finn
Stanford University, Department of Mathematics, California, USA
Young`s Paradox, and the Attractions of Immersed Parallel Plates

Zusammenfassung


A new clarification is given for a seemingly paradoxical prediction of the behavior of an object with non-constant contact angle when dipped into a fluid. The method is then applied to the problem of determining the mutual attraction (or repulsion) of two parallel vertical plates dipped into an infinite liquid bath, subject to a downward gravity field. Criteria for attraction or repulsion of the plates are delineated, and exact expressions are obtained for the forces in all configurations. It is shown that the horizontal forces exerted on the plates by the fluid, and which act on the sides of the plates facing infinite domains, are independent of the contact angles on those sides; the horizontal force resultants on the plates can thus be characterized in terms only of the angles on the plate sides that face each other, and the plate separation distance. The behavior for fixed contact angles and varying plate separations can be exotic in some striking respects, and is suggestive for supporting experiments.
[Abstract]
Mathematik-Gebäude, Raum 614/616
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
04.12.2012
17.15 Uhr
Prof. Dr. Holger Drees
Universität Hamburg
Kolloquium zur Versicherungsmathematik ``Wie stark clustern große Verluste?`` und Vergabe des Frommknecht-Preises [PDF]
Wie stark clustern große Verluste?
Beim Risikomanagement kommt der Analyse des Risikos großer Verluste, wie sie etwa zur Berechnung des Value at Risks benötigt wird, besondere Bedeutung zu. In den letzten Jahren hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass diese Analyse die Anwendung besonderer statistischer Verfahren erfordert, wie sie die Extremwerttheorie zur Verfügung stellt. Dabei standen bislang Untersuchungen zum Tailverhalten der Verlustverteilung in einer Periode im Vordergrund.
Das Risiko eines Finanzinvestments wird jedoch auch stark davon beeinflusst, wie sehr große Verluste in Clustern entlang der Zeitachse auftreten. In dem Vortrag werden wir zunächst das Clusterverhalten von Extrema bei den beiden gängigsten Modellklassen für Renditezeitreihen untersuchen. Anschließend werden statistische Methoden zur Analyse der Stärke der Clustereffekte vorgestellt und auf reale Renditezeitreihen angewendet. Da die Ergebnisse darauf hinweisen, dass keines der gängigen Modelle die zeitliche Abhängigkeit zwischen großen Verlusten angemessen beschreibt, wird abschließend ein Ansatz vorgestellt, wie sich Modelle mit stochastischer Volatilität so modifizieren lassen, dass sie ein flexibleres Clusterverhalten erlauben.
Mathematik-Gebäude, TU-Dortmund, Hörsaal E29
Vortrag in der Reihe ``Was ist ...?``
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
12.12.2012
17.00 Uhr
JProf. Dr. Dominik Göddeke
Fakultät für Mathematik, TU Dortmund
Was ist die Ausbreitung seismischer Wellen?

Zusammenfassung


In diesem Vortrag diskutieren wir die mathematische Modellierung und die numerische Si- mulation von Erdbeben, d.h. die Ausbreitung seismischer Wellen in der Erde. Anwendungen finden sich in so verschiedenen Gebieten wie dem Katastrophenschutz und der Öl- und Gasexploration. Ausgehend von der allgemeinen Wellengleichung (einer partiellen Differen- tialgleichung) für elastische anisotrope Materialien beschreiben wir die notwendigen Erwei- terungen zur Berücksichtigung des inhomogenen Aufbaus der Erde mit ihren verschiedenen festen und flüssigen Schichten. Die Diskretisierung des Modells erfolgt im Ort mit Spektralen Elementen, einer speziellen Form von Finiten Elementen. In der Zeit beschränken wir uns auf ein explizites Verfahren. Zur Auflösung physikalisch relevanter Frequenzen ist eine sehr feine Diskretisierung mit Milliarden von Gitterpunkten erforderlich. Simulationsrechnungen erfordern also beliebig große Supercomputer.
[Abstract]
[PDF] [WWW]
Mathematik-Gebäude, Hörsaal M/E23
Im Rahmen des Mathematischen Kolloquiums
17.12.2012
17.15 Uhr
Dr. Frank Klinker
Fakultät für Mathematik, TU Dortmund
Supersymmetrie auf homogenen Räumen Mathematik-Gebäude, TU-Dortmund, Hörsaal E28