Data-driven dynamical systems is a burgeoning field?it connects how measurements of nonlinear dynamical systems and/or complex systems can be used with well-established methods in dynamical systems theory. This is a critically important new direction because the governing equations of many problems under consideration by practitioners in various scientific fields are not typically known. Thus, using data alone to help derive, in an optimal sense, the best dynamical system representation of a given application allows for important new insights. The recently developed dynamic mode decomposition (DMD) is an innovative tool for integrating data with dynamical systems theory. The DMD has deep connections with traditional dynamical systems theory and many recent innovations in compressed sensing and machine learning. Dynamic Mode Decomposition: Data-Driven Modeling of Complex Systems, the first book to address the DMD algorithm, presents a pedagogical and comprehensive approach to all aspects of DMD currently developed or under development; blends theoretical development, example codes, and applications to showcase the theory and its many innovations and uses; highlights the numerous innovations around the DMD algorithm and demonstrates its efficacy using example problems from engineering and the physical and biological sciences; and provides extensive MATLAB code, data for intuitive examples of key methods, and graphical presentations.
Dieses Lehr- und Handbuch behandelt sowohl die elementaren Konzepte als auch die fortgeschrittenen und zukunftsweisenden linearen und nichtlinearen FE-Methoden in Statik, Dynamik, Festkörper- und Fluidmechanik. Es wird sowohl der physikalische als auch der mathematische Hintergrund der Prozeduren ausführlich und verständlich beschrieben. Das Werk enthält eine Vielzahl von ausgearbeiteten Beispielen, Rechnerübungen und Programmlisten. Als Übersetzung eines erfolgreichen amerikanischen Lehrbuchs hat es sich in zwei Auflagen auch bei den deutschsprachigen Ingenieuren etabliert. Die umfangreichen Änderungen gegenüber der Vorauflage innerhalb aller Kapitel - vor allem aber der fortgeschrittenen - spiegeln die rasche Entwicklung innerhalb des letzten Jahrzehnts auf diesem Gebiet wieder.
Data-driven discovery is revolutionizing the modeling, prediction, and control of complex systems. This textbook brings together machine learning, engineering mathematics, and mathematical physics to integrate modeling and control of dynamical systems with modern methods in data science. It highlights many of the recent advances in scientific computing that enable data-driven methods to be applied to a diverse range of complex systems, such as turbulence, the brain, climate, epidemiology, finance, robotics, and autonomy. Aimed at advanced undergraduate and beginning graduate students in the engineering and physical sciences, the text presents a range of topics and methods from introductory to state of the art.
Combining scientific computing methods and algorithms with modern data analysis techniques, including basic applications of compressive sensing and machine learning, this book develops techniques that allow for the integration of the dynamics of complex systems and big data. MATLAB is used throughout for mathematical solution strategies.
In 1974, a scientific conference covering marine automation group and large vessels issues was organized under the patronage of the Technical Naval Studies Centre (CETENA) and the Italian National Research Council (CNR). A later collaboration with the Marine Technical Association (ATENA) led to the renaming of the conference as NAV, extending the topics covered to the technical field previously covered by ATENA national conferences. The NAV conference is now held every 3 years, and attracts specialists from all over the world. This book presents the proceedings of NAV 2018, held in Trieste, Italy, in June 2018. The book contains 70 scientific papers, 35 technical papers and 16 reviews, and subjects covered include: comfort on board; conceptual and practical ship design; deep sea mining and marine robotics; protection of the environment; renewable marine energy; design and engineering of offshore vessels; digitalization, unmanned vehicles and cyber security; yacht and pleasure craft design and inland waterway vessels. With its comprehensive coverage of scientific and technical maritime issues, the book will be of interest to all those involved in this important industry.
Symmetrie spielt in der Mechanik eine große Rolle. Dieses Buch beschreibt die Entwicklung zugrunde liegender Theorien. Besonderes Gewicht wird der Symmetrie beigemessen. Ursache hierfür sind Entwicklungen im Bereich dynamischer Systeme, der Einsatz geometrischer Verfahren und neue Anwendungen. Dieses Lehrbuch stellt Grundlagen bereit und beschreibt zahlreiche spezifische Anwendungen. Interessant für Physiker und Ingenieure. Ausgewählte Beispiele, Anwendungen, aktuelle Verfahren/Techniken veranschaulichen die Theorie.
Die Grundlagen und Methoden, die zur theoretischen Modellierung und zur Analyse von Strömungsvorgängen mit nicht-newtonschen Fluiden erforderlich sind, werden in diesem Lehrbuch vorgestellt. Zunächst werden die kinematischen, die kontinuumsmechanischen und die stofflichen Grundlagen ausführlich erläutert. Die Anwendung des Basiswissens erfolgt exemplarisch anhand ausgewählter Strömungsvorgänge, die maßgeblich von den nichtlinearen Fließeigenschaften, von den Normalspannungsdifferenzen oder vom Gedächtnis der Flüssigkeiten beeinflusst werden. Dabei haben sich die Inhalte, die Schwerpunkte und die Beispiele gegenüber der ersten Auflage wesentlich geändert. Erstmalig in einem deutschsprachigen Lehrbuch werden auch die Grundzüge einer numerischen Strömungssimulation unter Berücksichtigung komplexer rheologischer Stoffmodelle behandelt.
Wilhelm Ostwald: Lebenslinien. Eine Selbstbiographie Erstdruck: Berlin (Klasing) 1926/1927. Vollständige Neuausgabe. Herausgegeben von Karl-Maria Guth. Berlin 2013. Textgrundlage ist die Ausgabe: Ostwald, Wilhelm: Lebenslinien. Eine Selbstbiographie, 3 Teile, Berlin: Klasing, 1926/1927. Die Paginierung obiger Ausgabe wird in dieser Neuausgabe als Marginalie zeilengenau mitgeführt. Umschlaggestaltung von Thomas Schultz-Overhage unter Verwendung des Bildes: Wilhelm Ostwald (1903). Gesetzt aus Minion Pro, 11 pt. Über den Autor: Neben dessen Gründer Ernst Haeckel war der Freimaurer und Chemie-Nobelpreisträger Wilhelm Ostwald einer der führenden Köpfe des Deutschen Monistenbundes, der eine wissenschaftlich begründbare Weltanschauung nach dem Prinzip der Einheit von Natur und Geist vertrat und dabei christlicher Dogmatik widersprach. Er schlug unter dem Namen »Weltdeutsch« ein vereinfachtes Deutsch als internationale Plansprache vor und setzte sich für ein Weltgeld ein. Nach Differenzen mit der Universität Leipzig legte er seinen Lehrstuhl nieder und lebte als Privatforscher bis zu seinem Lebensende 1932 auf seinem Landsitz in Großbothen.
Das Buch ist eine Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung und mathematische Statistik auf mittlerem mathematischen Niveau. Die Pädagogik der Darstellung unterscheidet sich in wesentlichen Teilen – Einführung der Modelle für unabhängige und abhängige Experimente, Darstellung des Suffizienzbegriffes, Ausführung des Zusammenhanges zwischen Testtheorie und Theorie der Bereichschätzung, allgemeine Diskussion der Modellentwicklung – erheblich von der anderer vergleichbarer Lehrbücher. Die Darstellung ist, soweit auf diesem Niveau möglich, mathematisch exakt, verzichtet aber bewußt und ebenfalls im Gegensatz zu vergleichbaren Texten auf die Erörterung von Meßbarkeitsfragen. Der Leser wird dadurch erheblich entlastet, ohne daß wesentliche Substanz verlorengeht. Das Buch will allen, die an der Anwendung der Statistik auf solider Grundlage interessiert sind, eine Einführung bieten, und richtet sich an Studierende und Dozenten aller Studienrichtungen, für die mathematische Statistik ein Werkzeug ist.
Auf der Basis der physikalischen Grundlagen (Strahlung, Luftbewegung, Wolken- und Niederschlagsbildung) sowie der verschiedenen Methoden der Wetterbeobachtung (Boden, Radiosonde, Satelliten, Radar) werden Wettersysteme und Wettervorhersage verständlich erläutert. Die allgemeine atmosphärische Zirkulation verknüpft das kurzlebige Wettergeschehen mit dem großräumigen Klima auf der Erde. Ausführungen über Klimaänderungen, orographische Windsysteme, Stadtklima, Luftverunreinigungen und Wetterbeeinflussung runden die Einführung in den aktuellen Stand der Meteorologie und Klimatologie ab. Für die 3. Aufl. wurde vor allem der Abschnitt 'Zyklonen und Antizyklonen' aktualisiert und erweitert. Darüber hinaus wurde das Lehrbuch um das Kapitel 'Aktuelle Klimaprobleme' ergänzt.
The textbook explains the simple application of MATLAB and Simulink to simulate and better understand physical systems. It combines models from the fields of theoretical mechanics, relativity theory, electrodynamics, and quantum mechanics.
The Computational Brain, das außergewöhnliche Buch über vergleichende Forschung in den Bereichen von menschlichem Gehirn und neuesten Möglichkeiten der Computertechnologie, liegt hiermit erstmals in deutscher Sprache vor. Geschrieben von einem führenden Forscherteam in den USA, ist es eine Fundgrube für alle, die wissen wollen, was der Stand der Wissenschaft auf diesem Gebiet ist. Die Autoren führen die Bereiche der Neuroinformatik und Neurobiologie mit gut ausgesuchten Beispielen und der gebotenen Hintergrundinformation gekonnt zusammen. Das Buch wird somit nicht nur dem Fachwissenschaftler sondern auch dem interdisziplinären Interesse des Informatikers und des Biologen auf eine hervorragende Weise gerecht. Übersetzt wurde das Buch von Prof. Dr. Steffen Hölldobler und Dipl.-Biol. Claudia Hölldobler, einem Informatiker und einer Biologin. Rezension in Spektrum der Wissenschaft nr. 10, S. 122 f. im Oktober 1997 (...) Die 1992 erschienene amerikanische Originalausgabe des vorliegenden Werkes ist so erfolgreich, daß man bereits von einem Klassiker reden kann. (...) (...) ....ist das Buch sehr zu empfehlen. In Verbindung von Neurobiologie und Neuroinformatik konkurrenzlos, vermittelt es einiges von der Faszination theoretischer Hirnforschung, die auch in Deutschland zunehmend mehr Wissenschaftler in ihren Bann schlägt. Rezension erschienen in: Computer Spektrum 3/1997, S. 2 (...)Das Buch wird somit nicht nur dem Fachwissenschaftler, sondern auch den interdisziplinären Interesse des Informatikers und des Biologen auf eine hervorragende Weise gerecht(...)
Die größte Herausforderung unserer Zeit Ob selbstfahrende Autos, 3-D-Drucker oder Künstliche Intelligenz: Aktuelle technische Entwicklungen werden unsere Art zu leben und zu arbeiten grundlegend verändern. Die Vierte Industrielle Revolution hat bereits begonnen. Ihr Merkmal ist die ungeheuer schnelle und systematische Verschmelzung von Technologien, die die Grenzen zwischen der physischen, der digitalen und der biologischen Welt immer stärker durchbrechen. Wie kein anderer ist Klaus Schwab, der Vorsitzende des Weltwirtschaftsforums, in der Lage aufzuzeigen, welche politischen, wirtschaftlichen, sozialen und kulturellen Herausforderungen diese Revolution für uns alle mit sich bringt.
Gegenstand des Werkes sind Analyse und Modellierung von Zeitreihen. Es wendet sich an Studierende und Praktiker aller Disziplinen, in denen Zeitreihenbeobachtungen wichtig sind.
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