Modellieren der Realität mit Mathematik

Die Simulation des menschlichen Herzens, die Vorhersage des morgigen Wetters, die Optimierung der Aerodynamik eines Segelboots, die Suche nach der idealen Garzeit für einen Hamburger: Bei der Lösung dieser Probleme können Kardiologen, Meteorologen, Sportler und Ingenieure auf mathematische Hilfe zählen. Dieses Buch führt Sie zur Entdeckung einer magischen, aus Gleichungen bestehenden Welt, die für eine Vielzahl von wichtigen Problemen unseres Lebens nützliche Antworten liefern können. Die Übersetzung wurde mit Hilfe von künstlicher Intelligenz durchgeführt. Eine anschließende menschliche Überarbeitung erfolgte vor allem in Bezug auf den Inhalt.

Autorentext
Alfio Quarteroni ist Professor für Numerische Analyse und war Direktor von MOX am Politecnico Mailand (Italien). Zuvor war er von 1998 bis Ende 2017 Direktor des Lehrstuhls für Modellierung und wissenschaftliches Rechnen an der EPFL (Eidgenössische Technische Hochschule) in Lausanne (Schweiz). Er ist Gründer (und erster Direktor) von MOX am Politecnico Mailand (2002) und MATHICSE an der EPFL, Lausanne (2010). Er ist Mitbegründer (und Präsident) von MOXOFF, einem Spin-off-Unternehmen des Politecnico Mailand (2010).

Er ist Autor von 25 Büchern, Herausgeber von 9 Büchern, Autor von mehr als 300 Artikeln, die in internationalen wissenschaftlichen Zeitschriften und Konferenzprotokollen veröffentlicht wurden, Mitglied des Editorial Boards von 25 internationalen Zeitschriften und federführender Herausgeber von zwei Buchreihen, die von Springer veröffentlicht wurden.

Er war Gast- oder Plenarredner bei mehr als 300 internationalen Konferenzen und in akademischen Einrichtungen, insbesondere war er Gastredner beim ICM 2002 in Peking und Plenarredner beim ICM 2006 in Madrid. Zu seinen Auszeichnungen und Ehrungen gehören der NASA Group Achievement Award für die Pionierarbeit in Computational Fluid Dynamics im Jahr 1992, der Fanfullino della Riconoscenza 2006, Città di Lodi, der Premio Capo D'Orlando 2006, der Ghislieri-Preis 2013, der Internationale Galileo Galilei-Preis für Wissenschaften 2015, die Euler-Vorlesung 2017. Er hat zwei ERC Advanced Grants: erhalten: "MATHCARD", 2008, und "i-HEART", 2017, sowie zwei ERC PoC (Proof of Concept) Grants in 2012 und 2015, hat die Auszeichnung des Galilei-Lehrstuhls der Scuola Normale Superiore, Pisa, Italien, 2001, erhalten, einen Doktor Honoris Causa in Schiffsbautechnik der Universität Triest, Italien, 2003, ist SIAM Fellow (first row) seit 2009, IACM (International Association of Computational Mechanics) Fellow seit 2004. Er ist Mitglied der Italienischen Akademie der Wissenschaften, der Europäischen Akademie der Wissenschaften, der Academia Europaea, des IMU Circle und der Lissabonner Akademie der Wissenschaften.

Seine Forschungsinteressen betreffen die mathematische Modellierung, die numerische Analyse, das wissenschaftliche Rechnen und die Anwendung auf die Strömungsmechanik, die Geophysik, die Medizin und die Verbesserung der sportlichen Leistungen. Seine Forschungsgruppe an der EPFL hat zum vorläufigen Entwurf von Solar Impulse, dem experimentellen Schweizer Langstrecken-Solarflugzeugprojekt, beigetragen; seine Forschungsgruppe an der EPFL hat die mathematische Simulation zur Optimierung der Leistungen der Alinghi-Yacht durchgeführt, der zweifachen Gewinnerin des America's Cup (2003 und 2007).

Inhalt
1 Das Modell, auch bekannt als der Zauberkasten.- 2 Wettervorhersagemodelle.- 3 Epidemien: die Mathematik der Ansteckung.- 4 Mathematischer Herd.- 5 Mathematik im Wind.- 6 Fliegen mit Sonnenenergie.- 7 Der Geschmack an der Mathematik.- 8 Schlussfolgerungen.