Programplaner og emneplaner - Student
PENG9570 Applied Mathematical Modelling and Analysis Emneplan
- Engelsk emnenavn
- Applied Mathematical Modelling and Analysis
- Studieprogram
-
PhD Programme in Engineering ScienceEnkeltemner tilhørende PhD program i ingeniørvitenskap
- Omfang
- 10.0 stp.
- Studieår
- 2019/2020
- Pensum
-
VÅR 2020
- Timeplan
- Emnehistorikk
-
Innledning
Students taking the course must have a thorough knowledge of advanced calculus, including ordinary and partial differential equations. The student should also be familiar with linear algebra and Fourier and Laplace transform theory. In terms of programming, the candidate should have some experience in implementing numerical methods, including schemes for solving partial differential equations.
The candidate should also have a certain knowledge of mathematical analysis, modern physics or physiology – depending on specialization.
The course will be offered once a year, provided 3 or more students sign up for the course. If less than 3 students sign up for a course, the course will be cancelled for that year.
Anbefalte forkunnskaper
Etter fullført emne har studenten følgende læringsutbytte definert i kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:
Kunnskap
Studenten kan
- redegjøre for praksisstedets rammer og organisering
Ferdigheter
Studenten kan
- anvende ortopediingeniørfaglig kunnskap knyttet til problemstillinger, metoder og prosesser på praksisstedet
- bruke fagspesifikke metoder, verktøy og redskaper innenfor klinisk praksis på praksisstedet
- anvende klinisk resonnering for å integrere teori og praksis innenfor områder knyttet til underekstremitetsproteser
- oppsøke, diskutere og anvende faglitteratur, artikler og forskningsresultater om underekstremiteter
- anvende ICF begrepsmodell og benytte utfallsmål i klinikk
Generell kompetanse
Studenten kan
- identifisere og reflektere over faglige og etiske problemstillinger og dilemmaer i praksis
- praktisere i henhold til yrkesetiske retningslinjer
- ta ansvar og vise initiativ, samarbeidskompetanse og selvstendighet i praksis
- dokumentere og formidle brukerrelatert arbeid både skriftlig og muntlig
- kommunisere empatisk og respektfullt med pasient, veileder og stab i ortopediteknisk virksomhet
- reflektere over utførelse og utvikling av eget arbeid
Forkunnskapskrav
None.
Læringsutbytte
Students who complete the course are expected to have the following learning outcomes, defined in terms of knowledge, skills and general competence:
Knowledge
On successful completion of the course, the student:
- knows how mathematical models can be derived from facts and first principles.
- has a repertoire of methods to solve and/or analyse both ordinary differential equation (ODE) systems and certain partial differential equations (PDEs).
- is able to apply analytical and/or numerical solution methods for PDEs to models of heat transfer, wave propagation and diffusion-convection and discuss the relevance of these models to real-world phenomena.
- is able to construct and develop relevant models and discuss the validity of the models.
Skills
On successful completion of the course, the student can:
- can determine steady states of ODE systems and use linear approximation to elucidate the stability properties of these states.
- can solve and/or analyse selected PDE models.
- is able to implement and use some numerical methods for solving relevant PDEs.
- can devise the solution of certain composite quantitative problems.
- can disseminate results and findings in an accessible manner – both orally and in writing.
General competence
- is aware of the usefulness and limitations of mathematical modelling as well as of pitfalls frequently encountered in modelling and simulation.
- is able to discuss properties of a system using the equations of the mathematical model that describes the system.
- can explain and use numerical methods, know their strengths and weaknesses and interpret results of numerical simulations.
Innhold
Introductory module:
- Principles of modelling and derivation of mathematical models
- Analysis of ordinary differential equations (ODEs)
- Linear partial differential equations (PDEs)
- Prominent results from functional analysis and their application to ODEs and PDEs
- Numerical methods for computing of solutions of PDEs
Functional analysis:
- Completeness for normed spaces
- Hilbert spaces, compact and diagonalisable operators
- Theory of topological vector spaces
- Test functions, distributions and the Fourier transform
- Sobolev spaces and fundamental solutions of partial differential equations
Biosystems:
- Mathematical models for biological systems
- Analytical and numerical methods for simulation of system response
- Actuators and sensors for stimulation and measurements of biological systems
- Interaction of biological and measurement system
Modern physics:
- Monte Carlo techniques
- Splines and other expansion techniques
- Applications of expansions in spherical harmonics
- Numerical problems in general relativity and quantum physics
- Manifolds with geometric structures central to physics and engineering.
Within all specializations, the content may be adjusted to accommodate for the research area of each PhD candidate.
Arbeids- og undervisningsformer
The teaching is organised as sessions where the subject material is presented, and as sessions where the students solve problems using analytical and/or numerical methods. Between these sessions, the students should work individually with literature studies and problem solving.
In the last, specialised part, the students are required to complete and present a rather extensive individual project involving theoretical and practical/implementational aspects.
Arbeidskrav og obligatoriske aktiviteter
Emnet gir en fordypet innsikt i hvordan de ulike forsørgelsessystemene - arbeidsmarkedet, familien, den frivillige sektor og trygde- og sosialhjelpsordningene er knyttet sammen i Norge og andre land i Europa. Det gir innsikt i hvordan klasse, kjønn og etnisitet har influert på utviklingen av velferdstiltak. Sentrale normative begrunnelser for velferdstiltak som rettferdighet, likhet og solidaritet belyses. Utfordringer til velferdsstaten som demografiske endringer, innvandring, globalisering, privatisering og konkurranseutsetting blir drøftet i lys av eksisterende forskning. Velferdspolitikk for barn drøftes som et eget tema.
Undervisningsspråk er norsk.
Vurdering og eksamen
Ingen forkunnskapskrav.
Hjelpemidler ved eksamen
Studenten skal etter å ha fullført emnet ha følgende totale læringsutbytte definert i kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:
Kunnskap
Studenten har
- inngående kunnskap om hva som særpreger den norske velferdsstaten og den nordiske modellen i forhold til velferdsstaten i andre land i Europa, som Storbritannia,Tyskland og i Sør-Europa
- kunnskap om de faktorer som har skapt særtrekkene ved de ulike velferdssystemene, med vekt på klasse, kjønn og etnisitet.
- inngående kunnskap om arbeidsmarkedet, arbeidsmarkedspolitikken og arbeidslinja
- fordypet innsikt i familiens rolle som forsørgelsessystem, endringer i familiemønstre og ulike typer familiepolitiske tiltak
- inngående innsikt i faktorer som skaper fattigdom og sosial eksklusjon for ulike befolkningsgrupper, herunder barn
- inngående kunnskap om hvordan økonomiske, demografiske, politiske og ideologiske endringer påvirker velferdspolitikken
- fordypet innsikt i hva globaliseringen betyr for utviklingen av velferden og velferdstiltakene i Norge og andre land
Ferdigheter
Studenten kan
- analysere likheter og forskjeller mellom velferdstiltak i Norge og andre land
- analysere velferdsordninger i lys av bakenforliggende sosialpolitiske prinsipper og ideologier
- problematisere analytiske kategorier og måleinstrumenter innen velferdsforskningen
- anvende sentrale teorier og begreper i eget skrivearbeid
- gjøre bruk av data fra ulike kilder i slike sammenligninger, som Statistisk sentralbyrå, OECD, Eurostat og MISSOC
- hente litteratur fra elektroniske tidsskriftsbaser
Generell kompetanse
Studenten kan
- drøfte sterke og svake sider ved ulike typer sosialpolitiske tiltak og dilemmaer i velferdspolitikken
- vurdere hvordan aktuelle samfunnsendringer og endringer i holdninger og verdier påvirker velferdspolitikken, rammene og innholdet i arbeidet i sosial- og helsetjenestene
Vurderingsuttrykk
Undervisningen veksler mellom forelesninger og studentaktive læringsformer. Det forventes at studentene deltar aktivt.
Sensorordning
Ingen arbeidskrav eller obligatorisk aktivitet.