Seminare Graduiertenschule SimTech: Wintersemester 2011/12

Inverse Problems - Theory and Applications

JP Nicole Radde, Holger Gilbergs, Jonas Offtermatt

Inverse Problems occur in many applications based on mathematical models. The general goal of an inverse problem is to determine causes for a desired or an observed effect. Where effect means e.g. a searched parameter set, a unknown initial condition a searched geometry... Therefore the theory of inverse problems implies topics as parameter identification, optimal control, stable approximation and numerical implementation. This seminar tends to give a broad introduction to inverse problems, the mathematical background, solution methods and applications.

Possible Outline: 1. Introduction 2. Regularization methods 3. Image Processing 4. Medical Imaging 5. Electrical Impedance Tomography 6. Adaptive Optics 7. The seismic reflection inverse problem 8. Bayesian Inversion 9. Monte Carlo Estimation 10. Bayesian Inversion in Geophysics

Numerical simulation of multiphase flow

Prof. Bernhard Weigand, Prof. Claus-Dieter Munz, Prof. Christian Rohde

multiphase flow, modelling, numerical methods, simulation, experimental methods, jet breakup, drop dynamics, phase change

Simulationsgestützte Wissenschaft und ihre öffentliche Rezeption

JP Ulrike Pompe und Dr. Eckhart Arnold

Wie zuletzt die Entscheidung über den Ausstieg aus der Atomenergie wieder vor Augen geführt hat, sind politische Entscheidungen in modernen Gesellschaften in hohem Maße vom Rat von Experten und von wissenschaftlichen Erkenntnissen abhängig. Der öffentlichen Rezeption wissenschaftlicher Erkenntnisse kommt dabei im politischen Meinungsstreit eine strategische Bedeutung zu.

In diesem Seminar wollen wir uns daher der Frage widmen, wie wissenschaftliche Erkenntnisse in der Öffentlichkeit rezipiert werden, zu welchen Verzerrungen es dabei kommt, und welche Akteure darauf Einfluss zu nehmen versuchen. Insbesondere werden wir auch fragen, ob und welche Verantwortung Wissenschaftler für die öffentliche Rezeption ihrer Erkenntnisse tragen, und wie sie zum richtigen Verständnis wissenschaftlichen Wissens beitragen können. Die Frage wird besonders dadurch brisant, dass viele wissenschaftliche Erkenntnisse sich inzwischen zumindest partiell auf Computersimulationen stützen und damit auf eine Technologie, deren Anwendung und Gültigkeitsbedingungen für Laien nur schwer nachvollziehbar ist - wie besonders das Beispiel der Klimasimulationen vor Augen führt.

Wir werden uns in dem Seminar relativ stark an dem Buch "Merchants of Doubt" von Naomi Oreskes und Eric Conway orientieren. Weitere Themenvorschläge werden aber gerne entgegen genommen. Mögliche Themen könnten sein: Gesundheitsschädlichkeit des Rauchens, Gefährlichkeit der Atomkraft, Klimawandel, Grundlegende Frage der Kommunikation neuer wissenschaftlicher Methoden wie insbesondere Computesimulationen, Ozonloch, Waldsterben, Homöopathie, EHEC, Tamiflu/Schweinegrippe, Lactobazillen, Kindernahrungsmittel, SARS, Linux/Samisdat ...

Voraussetzung für einen Teilnahmeschein ist ein Referat über eines der Themen. Von den Teilnehmern wird erwartet, dass sie eigene Recherchen von Literatur und Internetquellen zu ihrem Thema durchführen.

Naomi Oreskes / Eric Conway: Merchants of Doubt. How a Handful of Scientists Obscured the Truth on Issues from Tobacco Smoke to Global Warming, Bloomsburry Publishing 2010.

http://www.waldsterben.uni-freiburg.de/

Visualization for Scientific Computing

Filip Sadlo, Thomas Ertl, Daniel Weiskopf

Visualization concepts, data structures, and their algorithmic applications.

Visual literacy in simulation technology and data processing.

Data acquisition and representation.

Visualization of scalar, vector, and tensor fields.

Information visualization and statistical graphics.