Applied and Computational Mathematics (ACM)

Multirate Partial Differential Algebraic Equations

In radio frequency (RF) applications, electric circuits produce signals exhibiting fast oscillations, whereas the amplitude and/or frequency change slowly in time. Thus, solving a system of differential algebraic equations (DAEs), which describes the circuit's transient behaviour, becomes inefficient, since the fast rate restricts the step sizes in time. A multivariate model is able to decouple the widely separated time scales of RF signals and provides an alternative approach. Consequently, a system of DAEs changes into a system of multirate partial differential algebraic equations (MPDAEs). The determination of multivariate solutions allows for the exact reconstruction of corresponding time-dependent signals. Hence, an efficient numerical simulation is obtained by exploiting the periodicities in fast time scales. On the one hand, the simulation of enveloppe-modulated signals requires the solution of initial-boundary value problems of the MPDAEs. On the other hand, the simulation of quasiperiodic signals implies multiperiodic boundary conditions only for the MPDAEs. In case of quasiperiodic signals, a method of characteristics solves the multirate model efficiently, since the system of partial differential algebraic equations exhibits a hyperbolic structure.

Publications



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Shaju, K.; Laepple, T.; Zaspel, P.
Bayesian Inference: Kernel-Based Model for Surface Temperature Reconstruction in Ice Borehole Thermometry
arXiv preprint
2026

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Elghazi, Bouchra; Jacob, Birgit; Zwart, Hans
Boundary control systems on a one-dimension spatial domain
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Abel, Ulrich; Acu, Ana-Maria; Heilmann, Margareta; Raşa, Ioan
Commutativity for a general class of Bernstein-Durrmeyer operators
2026

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Sinani, Mario A.; Palacios, Rafael; Fasel, Urban; Wynn, Andrew
Data-Driven Parametric Aeroelastic Modeling of the Pazy Wing
Seite 0187
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Finster, Rebecca; Grogorick, Linda; Robra-Bissantz, Susanne
Einheitliche Vorgaben, heterogene Praxis: Potenziale der NIS2-Umsetzung in einer öffentlichen Verwaltung
HMD - Praxis der Wirtschaftsinformatik
2026

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Liu, Xiaobo; Schweitzer, Marcel
Field-of-values analysis of augmented Krylov methods for matrix $\varphi$-function actions
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Schmitz, Denise; Kayser, Lena-Sophie; Kramer, Matthias; Brinda, Torsten; Diethelm, Ira; Ferdinand, Rina
Gelingensbedingungen von Informatikfortbildungen für Lehrkräfte aller Fächer
In Katharina Scheiter, Dirk Richter, Daniel Pittich und Lara Halbrock, Editor
Seite 379-393
Herausgeber: Waxmann, Münster, New York
2026
379-393

5721.

Abel, Ulrich; Acu, Ana-Maria; Heilmann, Margareta; Raşa, Ioan
Genuine Bernstein-Durrmeyer operators preserving 1 and x^j (II)
Approximation Theory and Special Functions, Seite 97--112
ATSF 2024
Ankara, Turkey
Herausgeber: Springer Nature Switzerland
2026

ISBN: 978-3-031-93279-3

5720.

Vinod, Vivin; Zaspel, Peter
Improvise, Adapt, Overcome: An On-The-Fly Multifidelity Algorithm for Efficient Machine Learning
2026

5719.

[German] Schnödewind, Lisa; Zeller, Diana; Bohrmann-Linde, Claudia
Informationsbewertung bei KI-Chatbots im Chemieunterricht. Ein didaktisches Lernsetting zum Thema Brennstoffzellen im Projekt I-KICC
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2026
Herausgeber: Waxmann

5718.

Abel, Ulrich; Acu, Ana Maria; Heilmann, Margareta; Raşa, Ioan
Kernels for composition of positive linear operators
Journal of Mathematical Analysis and Applications, 555 (2) :130052
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Zeller, Diana; Bohrmann-Linde, Claudia
KI-Chatbots als Unterrichtswerkzeug: Eine Lehrkräftefortbildung zum Einsatz von KI-Chatbots im Chemieunterricht
CHEMKON, 33/3 :71-76
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Abel, Ulrich; Acu, Ana-Maria; Heilmann, Margareta; Raşa, Ioan
Korovkin type theorems for operators acting on functions of polynomial and exponential growth on $[0,ınfty)$
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Abel, Ulrich; Acu, Ana-Maria; Heilmann, Margareta; Raşa, Ioan
Korovkin type theorems for operators acting on functions of polynomial and exponential growth on $[0,ınfty)$
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LFaB: Low Fidelity as Bias for Active Learning in the Chemical Configuration Space
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Könen, David; Stiglmayr, Michael
Output-sensitive Complexity of Multi-Objective Integer Network Flow Problems
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Yuden, Kezang; Nemesch, Levin; Ruzika, Stefan
Parametric Biobjective Linear Programming
2026

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Abel, Ulrich; Acu, Ana-Maria; Heilmann, Margareta; Raşa, Ioan
Positive linear operators fixing two prescribed functions
2026

5710.

Grandrath, Rebecca; Cornelius, Soraya; Pollmeier, Pascal; Fechner, Sabine; Rubner, Isabel; Bohrmann-Linde, Claudia
Professionelles Handeln in einer Kultur der Digitalität – Ergebnisse aus dem Kompetenzzentrum MINT
Kapitel Beiträge des ComeNet Chemie zur digitalen Transformation des Chemieunterrichts, Seite 473-486
Herausgeber: Waxmann, Münster
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ISBN: 978-3-8188-0150-2

5709.

Schmitz, Denise; Auer, Daphne
Protokoll der Mitgliederversammlung der Fachgruppe Frauen und Informatik in der GI
Demokratierhaltung - digitale Gewalt als gesellschaftliche Herausforderung, 50
2026
Herausgeber: Gesellschaft für Informatik e.V.
ISSN: 2364-6152

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Vosseberg, Karin; Schmitz, Denise
Sketchnotes zur Jahrestagung
Demokratierhaltung - digitale Gewalt als gesellschaftliche Herausforderung, 50
2026
Herausgeber: Gesellschaft für Informatik e.V.
ISSN: 2364-6152

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Lopes, Gonçalo; Klamroth, Kathrin; Paquete, Luís
Solving hypervolume scalarizations for MOCO problems
2026

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Schaub, Louise; Zaspel, Peter
Variational Free Energy Pivot Selection for Pivoted Cholesky
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2026

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Schmitz, Denise; Grogorick, Linda; Humbert, Ludger
Vom Impuls zur nachhaltigen Verhaltensveränderung: Wirkung informatischer Bildung bei angehenden Lehrkräften
In Simone Opel und Philipp Kather, Editor, 12. Fachtagung Hochschuldidaktik Informatik (HDI) 2026, Seite 97-109
In Simone Opel und Philipp Kather, Editor
Herausgeber: FernUniversität in Hagen
2026