Dynamic Mode Decomposition

Data-Driven Modeling of Complex Systems

Author: J. Nathan Kutz,Steven L. Brunton,Bingni W. Brunton,Joshua L. Proctor

Publisher: SIAM

ISBN: 1611974496

Category: Science

Page: 234

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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.

Struktur Und Interpretation Von Computerprogrammen/ Structure and Interpretation of Computer Programs

Eine Informatik-einfhrung/ a Computer Science Introduction

Author: Harold Abelson,Julie Sussman,Gerald Jay Sussman

Publisher: Springer

ISBN: 9783540423423

Category: Computers

Page: 682

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Die Übersetzung der bewährten Einführung in die Informatik, entstanden am Massachusetts Institute of Technology (MIT), wird seit Jahren erfolgreich in der Lehre eingesetzt. Schritt für Schritt werden Konstruktion und Abstraktion von Daten und Prozeduren dargestellt. Von der Modularisierung bis zum Problemlösen mit Registermaschinen werden verschiedene Programmierparadigmen entwickelt und die effektive Handhabung von Komplexität gezeigt. Als Programmiersprache wird SCHEME verwendet, ein Dialekt von LISP. Alle Programme laufen in jeder dem IEEE-Standard entsprechenden SCHEME-Implementierung.

Data-Driven Science and Engineering

Machine Learning, Dynamical Systems, and Control

Author: Steven L. Brunton,J. Nathan Kutz

Publisher: Cambridge University Press

ISBN: 110838658X

Category: Mathematics

Page: N.A

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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.

Data-Driven Modeling & Scientific Computation

Methods for Complex Systems & Big Data

Author: J. Nathan Kutz

Publisher: Oxford University Press

ISBN: 0199660336

Category: Computers

Page: 638

View: 6197

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.

Technology and Science for the Ships of the Future

Proceedings of NAV 2018: 19th International Conference on Ship & Maritime Research

Author: A. Marinò,V. Bucci

Publisher: IOS Press

ISBN: 1614998701

Category: Technology & Engineering

Page: 1076

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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.

Strömungsmechanik nichtnewtonscher Fluide

Author: Gert Böhme

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322801403

Category: Science

Page: 352

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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.

Einführung in die Mechanik und Symmetrie

Eine grundlegende Darstellung klassischer mechanischer Systeme

Author: Jerrold E. Marsden,Tudor S. Ratiu

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642568599

Category: Mathematics

Page: 598

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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.

Selbstorganisation chemischer Strukturen

Arbeiten von Friedlieb Ferdinand Runge, Raphael Eduard Liesegang, Boris Pavlovich Belousov und Anatol Markovich Zhabotinsky

Author: Uwe Niedersen

Publisher: N.A

ISBN: N.A

Category: Chemical structure

Page: 112

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Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik

Author: Robert Hafner

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3709169445

Category: Mathematics

Page: 512

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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.

Meteorologie und Klimatologie

Eine Einführung

Author: Horst Malberg

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 366212484X

Category: Science

Page: 354

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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.

Algorithmen für Dummies

Author: John Paul Mueller,Luca Massaron

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 3527809775

Category: Computers

Page: 320

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Wir leben in einer algorithmenbestimmten Welt. Deshalb lohnt es sich zu verstehen, wie Algorithmen arbeiten. Das Buch präsentiert die wichtigsten Anwendungsgebiete für Algorithmen: Optimierung, Sortiervorgänge, Graphentheorie, Textanalyse, Hashfunktionen. Zu jedem Algorithmus werden jeweils Hintergrundwissen und praktische Grundlagen vermittelt sowie Beispiele für aktuelle Anwendungen gegeben. Für interessierte Leser gibt es Umsetzungen in Python, sodass die Algorithmen auch verändert und die Auswirkungen der Veränderungen beobachtet werden können. Dieses Buch richtet sich an Menschen, die an Algorithmen interessiert sind, ohne eine Doktorarbeit zu dem Thema schreiben zu wollen. Wer es gelesen hat, versteht, wie wichtige Algorithmen arbeiten und wie man von dieser Arbeit beispielsweise bei der Entwicklung von Unternehmensstrategien profitieren kann.

Die Vierte Industrielle Revolution

Author: Klaus Schwab

Publisher: Pantheon Verlag

ISBN: 3641203171

Category: Business & Economics

Page: 240

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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.

Maschinelles Lernen

Author: Ethem Alpaydin

Publisher: De Gruyter Oldenbourg

ISBN: 9783486581140

Category: Machine learning

Page: 440

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Maschinelles Lernen heißt, Computer so zu programmieren, dass ein bestimmtes Leistungskriterium anhand von Beispieldaten und Erfahrungswerten aus der Vergangenheit optimiert wird. Das vorliegende Buch diskutiert diverse Methoden, die ihre Grundlagen in verschiedenen Themenfeldern haben: Statistik, Mustererkennung, neuronale Netze, Künstliche Intelligenz, Signalverarbeitung, Steuerung und Data Mining. In der Vergangenheit verfolgten Forscher verschiedene Wege mit unterschiedlichen Schwerpunkten. Das Anliegen dieses Buches ist es, all diese unterschiedlichen Ansätze zu kombinieren, um eine allumfassende Behandlung der Probleme und ihrer vorgeschlagenen Lösungen zu geben.

MPI - Eine Einführung

Portable parallele Programmierung mit dem Message-Passing Interface

Author: William Gropp,Ewing Lusk,Anthony Skjellum

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3486841009

Category: Computers

Page: 387

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Message Passing Interface (MPI) ist ein Protokoll, das parallel Berechnungen auf verteilten, heterogenen, lose-gekoppelten Computersystemen ermöglicht. Das Buch beginnt mit einem kurzen Überblick über parallele Entwicklungsumgebungen und führt in die grundlegenden Konzepte ein. Anschließend wird gezeigt, wie anhand von graphischen Analysewerkzeugen die Leistungsfähigkeit eines Programms getestet werden kann. Die grundlegenden Fähigkeiten von MPI werden mittels des Poisson-Problems erörtert und gezeigt, wie MPI zur Umsetzung von virtuellen Topologien genutzt werden kann. Zur Illustration von anspruchsvolleren Funktionen des Message-Passing in MPI wird auf das N-Körper-Problem eingegangen. Nach einem Vergleich von MPI-Implementierungen mit anderen Systemen wird das Buch durch Sprachfestlegungen für C-, C++ und Fortran-Versionen aller MPI-Routinen abgerundet.

Tragwerksdynamik

Author: Dieter D. Pfaffinger

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3709190266

Category: Technology & Engineering

Page: 327

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Das vorliegende Buch behandelt die Berechnung von Tragwerken unter dynamischen Lasten. Dabei wird auf der einen Seite großes Gewicht auf die Herausarbeitung der physikalischen Zusammenhänge und der Querverbindungen bei den verschiedenen Aufgaben der Tragwerksdynamik gelegt. Auf der anderen Seite wird bewußt der Standpunkt der numerischen Berechnung diskretisierter Tragwerke eingenommen. Durch diese im ganzen Text verfolgte Darstellung der physikalischen und der numerischen Seite soll der Leser mit dem Rüstzeug versehen werden, auch umfangreiche numerische Rechnungen sinnvoll durchführen und kontrollieren zu können. Nach der Besprechung der Grundlagen werden die verschiedenen Probleme der Tragwerksdynamik anhand des Einmassenschwingers behandelt. Darauf aufbauend wird ausgehend von einem diskretisierten Kontinuum die Bewegungsgleichung hergeleitet. Für das Eigenwertproblem, die Frequenzgangberechnung und die erzwungenen Schwingungen werden die wichtigsten Computermethoden angegeben und beurteilt. Weiterhin werden stochastische Lasten und nichtlineare dynamische Probleme behandelt. Praktisch alle Verfahren sind so dargestellt, daß sie sich zum Einsatz in den verschiedensten Anwendungsgebieten wie Bauwesen, Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, Offshore-Technik etc. eignen. Das Buch richtet sich einmal an Ingenieure in Praxis und Forschung, welche ihre Kenntnisse auf dem Gebiet der Tragwerksdynamik erweitern oder vertiefen wollen. Zum anderen richtet es sich an Studenten der oberen Semester, vor allem der Fachrichtung Bau und Maschinenbau, als begleitender Text zu entsprechenden Lehrveranstaltungen.

Zeitreihenmodelle

Author: Andrew C. Harvey

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3486786741

Category: Business & Economics

Page: 396

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Gegenstand des Werkes sind Analyse und Modellierung von Zeitreihen. Es wendet sich an Studierende und Praktiker aller Disziplinen, in denen Zeitreihenbeobachtungen wichtig sind.