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News from the IMACM

Waves and oscillations are commonly observed in the dynamics of systems self-driven agents such as pedestrians or vehicles. Interestingly, many factors may perturb the stability of homogeneous solutions, leading to the spontaneous formation of waves related as stop-and-go waves or phantom jam in the literature. In this article, we demonstrate that even a minimal additive stochastic noise in stable first-order dynamics can describe stop-and-go phenomena. The noise is not a classic white one, but a colored noise described by a gaussian Ornstein-Uhlenbeck process. It turns out that the joint dynamics of particles and noises forms again a (gaussian) Ornstein-Uhlenbeck process whose characteristics can be explicitly expressed in terms of parameters of the model. We analyze its stability and characterize the presence of waves by calculating the correlation and autocorrelation functions of the distance spacing between the particles. The autocorrelation of the noise induces collective oscillation in the system and spontaneous emergence of waves. While the correlation and autocorrelation functions are complex-valued and difficult to analyze and interpret, we show that these functions become real-valued in the continuum limit when the system size is infinite. Finally, we propose consistent statistical estimations of the model parameters and compare experimental trajectories of single-file pedestrian motions to simulation results of the calibrated stochastic model

arXiv

3.000 Terabyte Speicher, 5.000 Rechenkerne – damit erreicht das wissenschaftliche Rechnen an der Bergischen Universität Wuppertal schon im nächsten Jahr eine völlig neue Ebene. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und das Land Nordrhein-Westfalen stellen insgesamt 2,4 Millionen Euro für ein neues Forschungsgroßgerät an der Bergischen Universität zur Verfügung. Für den Antrag auf einen neuen Großrechner hatten sich Wissenschaftler*innen aus den Bereichen Physik, Maschinenbau, Elektrotechnik, Mathematik, Informatik und der Sicherheitstechnik zusammengetan; dieser Antrag wurde jetzt bewilligt. Der Rechner wird innerhalb des nächsten Jahres installiert und das bestehende wissenschaftliche Rechenzentrum Pleiades der Bergischen Uni teilweise ersetzen, aber auch ergänzen.

Pressemitteilung

October – December, 2019 with financial support from the DAAD

In this winter school we train together selected Tunisian and German students working in pure and applied mathematics (financial and/or mathematical physics). We show how stochastic modeling is applied in concrete applications in finance and mathematical physics and train the students to explain and present mathematical results in a simple way to
non-mathematicians. This school will start from October 20 – 28, 2019 at Tunis El-Manar University where mini-courses and talks on the ergodicity of Markov processes, Kinetic theory of gases and their applications in mathematical Physics and Finance will be presented. Afterward, all participants attend the International Conference on Control, Games and Stochastic Analysis, Hammamet from October 28 – 31, 2019. Finally, we meet again from December 02 – 08, 2019 at the University of Wuppertal where additional mini-courses and talks on the topics Entropy, Feynmann lectures and Large Deviations will be held. This school is part of a series of Exchange programs ”German-Tunisian Winter School- DAAD Arabique Transformations” which started in year 2012.

Organisers Prof. Dr. Barbara Rüdiger (University of Wuppertal), Prof. Dr. Habib Ouerdiane (Tunis El-Manar University).
Contact: Prof. Dr. Barbara Rüdiger

On the 12th of July 2019, around twenty participants of the IMACM-Juniors attended this seminar. Jonas Thies from the Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) and Urs Zimmermann from APTIV showed different perspectives from a scientific and an industrial view on software development and gave some insight into "best practices". Afterwards there was a further discussion with the speakers about the topic over a cup of coffee and cookies.

The application of state-of-the-art iterative methods from numerical linear algebra, including Krylov subspace methods, has enabled the fast and efficient solution of a range of problems from crucial real-world applications. The underlying linear system generally arises discretization of a continuous problem. Recently, some authors approached Krylov subspace methods directly from a continuum perspective. They reconsidered what the role and interpretation of the preconditioner is and its relationship to the scalar product, with respect to the underlying continuum problem and physics. The aim of this workshop was to bring together scientists working on this and related subjects. The workshop was held at Trinity College Dublin from June 3rd to 7th and co-organized by Matthias Bolten together with Stefan Güttel (U Manchester), TU Chemnitz), John Pearson (U Edinburgh), Jennifer Pestana (U Strathclyde), and Kirk M. Soodhalter (Trinity College Dublin).

On the 11th of April 2019 the second IMACM-Juniors Kick-off meeting took place. A three minutes short presentation of each participant opened the meeting to give the chance to new and old members to get to know each other and their research interests. Afterwards, three Juniors gave a presentation on their work in more detail:

  • Johanna Schultes:
    Bikriterielle Formoptimierung mittels Gewichteter Summen Methode: Ausfallwahrscheinlichkeit vs. Kosten
  • Arthur Strebel:
    Introduction to multigrid methods
  • Sergiy Bogdanov:
    Parallele Zeitintegration

Neben Kick-Off-Meeting und Seminarfahrt im Frühjahr, kommen die IMACM-Juniors dreimal im Jahr zu einem Meeting am sogenannten Pizza-Friday zusammen. Diese Treffen werden reihum von Mitgliedern der verschiedenen beteiligten Arbeitsgruppen im IMACM organisiert (Applied Mathematics/Numerical Analysis, Funktionalanalysis, Wissenschaftliches Rechnen und Hochleistungsrechnen, Optimierung und Approximation, Angewandte Informatik, Stochastik). Das Meeting wird genutzt, um sich auszutauschen, Ideen für zukünftige Aktionen und Workshops zu sammeln und Freiwillige für deren Organisation zu finden .

Nach Beendigung des offiziellen Teils wird der Rest des Abends am Pizza-Friday zum „sozializing“ genutzt. In geselliger Runde wird gemeinsam Pizza bestellt und Brett- und Gesellschaftsspiele gespielt.

Eine Sommerschule in Wuppertal, ein bilaterales Projekt mit der Ungarischen Akademie der Wissenschaften, eine Kooperation mit der ISEG – Lisbon School of Economics & Management sowie ein gemeinsamer Workshop mit der Eötvös Loránd Universität in Budapest – die Wuppertaler Mathematiker Prof. Dr. Bálint Farkas und Prof. Dr. Matthias Ehrhardt waren erneut bei verschiedenen Ausschreibungen des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) erfolgreich und werden 2019 diverse internationale Projekte umsetzen.

Pressemitteilung

Am 4.7.18 führte Prof. Dr. Jörg Frochte von der Hochschule Bochum in seinem Vortrag interessierte Promovierende und Studierende in das Maschinelle Lernen ein. Ergänzt wurde dies durch einen Einblick in sein Forschungsgebiet Q-Learning aus dem Bereich des Reinforcement Learnings. Im Anschluss an den Vortrag wurde beim gemeinsamen Kaffeetrinken diskutiert, insbesondere über die Rolle des maschinellen Lernens im alltäglichen Leben sowie Karrierechancen für Absolventinnen und Absolventen der Fächer Mathematik und Informatik.

zuletzt bearbeitet am: 12.03.2020