Mathematisches Seminar über Inverse Probleme

Martin Brokate (TUM), Andreas M. Hinz (LMU)

Technische Universität München und Universität München

Wintersemester 2001/02

Inhalt

Fledermäuse nutzen Ultraschall zur Ortung von Hindernissen auf die gleiche Weise wie diese Technik in der Medizin zur schonenden Untersuchung von Babies im Mutterleib verwendet wird. Dabei werden Schallwellen aktiv ausgesandt und nach einer Streuung wieder registriert. Sodann gilt es, hieraus die Geometrie oder auch gewisse Materialeigenschaften der streuenden Objekte zu rekonstruieren. Mathematisch läßt sich die Streuung der Wellen als sachgemäß gestelltes Problem von Differentialgleichungen formulieren, d.h. Existenz, Eindeutigkeit und stetige Abhängigkeit von den Daten sind gewährleistet. Dagegen stellt die Rekonstruktion im allgemeinen ein schlecht gestelltes Problem dar. Solche sogenannten inversen Probleme werden mit funktionalanalytischen Methoden untersucht.

Themen

1. Mathematische Grundlagen des Ultraschalls (Hinz, 2001-10-16)
2. Die Helmholtzgleichung (Hinz, 2001-10-30)
3. Schlecht gestellte Probleme (Ritter, 2001-10-30, 2001-11-06)
4. Allgemeine Regularisierungstheorie (Frank, 2001-11-20, 2001-11-27)
5. Tikhonov-Regularisierung (Dorfmeister, 2001-12-04, 2001-12-18)
6. Das Landweber-Verfahren
7. Das Verfahren der konjugierten Gradienten
8. Projektionsmethoden
9. Galerkin-Methoden
10. Kollokationsverfahren
11. Die Lippmann-Schwinger-Gleichung
12. Eindeutige Fortsetzbarkeit
13. Das inverse Problem für akustische Wellen (Scheiter, 2002-01-08, 2002-01-15)
14. Dualraum-Methoden
15. Die Numerik der Singulärwertzerlegung

Exkursion

Am 22. Januar 2002 fand ein Lokaltermin an der Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
des Klinikums Rechts der Isar der TU München mit Besichtigung des Ultraschallmikroskops statt.


A. M. Hinz, andreas.hinz@mathematik.uni-muenchen.de, 2002-01-25