METODOS NUMERICOS Y MODELACION - 554502
- Descripción :La Hidraulica estudia el movimiento del agua, el transporte de sedimentos y propiedades escalares como contaminantes, que obedece a dinamicas temporales y espaciales gobernadas por ecuaciones diferenciales parciales cuya solucion habitualmente requiere de la aplicacion de metodos numericos. En este curso, se aborda el estudio de casos y su simulacion mediante aplicacion de metodos numericos avanzados. Se ense?an soluciones conocidas a problemas recurrentes. Se trabajan ejemplos de aplicacion y analisis de situaciones reales.
- Resultados aprendizaje esperados :Los resultados de aprendizaje se van alcanzando incrementalmente con el desarrollo del curso, de modo tal que al aprobar, el alumno sera capaz de:
1. Reconocer las necesidades del medio, identificar y concebir problemas de simulacion numerica en el contexto de las obras civiles.
2. Cuantificar procesos, modelar el comportamiento, y dise?ar elementos aislados de sistemas hidraulicos complejos.
3. Conocer y operar tecnicas numericas para realizar investigacion acerca de los metodos numericos aplicados a la simulacion de problemas complejos en Ingenieria Hidraulica.
4. Comunicarse de manera efectiva en forma oral y escrita.
5. Comprender la responsabilidad profesional, social y etica asociada a su desempe?o como ingeniero, en el contexto de la aplicacion de tecnicas de simulacion para el estudio de problemas de Ingenieria.
- Contenidos :1.- Introduccion y relevancia: Presentacion de algunos problemas complejos de Ingenieria cuya solucion requiere aplicar metodos numericos para simular el comportamiento de las variables de interes. Ecuaciones y sistemas de ecuaciones gobernantes con solucion numerica. Tecnicas de resolucion comunmente utilizadas.
2.- Preproceso: Discretizacion del dominio de calculo. Tipos de malla, tecnicas de mallado y malladores comerciales. Preproceso de datos. Mallado adaptativo.
3.- El metodo de los volumenes finitos. Historia y desarrollo del MVF. Integracion de las ecuaciones gobernantes en un volumen de control. Aplicacion del teorema de Green Gauss para establecer un problema de frontera. Forma discreta de las ecuaciones gobernantes.
4.- Integracion temporal y el metodo de las diferencias finitas. Principio de causalidad. Esquemas explicitos: Euler, Leap-Frog. Esquemas semi-implicitos: Crank-Nickolson. Esquemas implicitos y solucion de sistemas de ecuaciones.
5.- Esquemas de discretizacion espacial y el metodo de los volumenes finitos. Aproximaciones discretas. Diferencias centradas. Esquemas tipo Upwind. Esquemas de orden superior.
6.- Simulacion numerica y ejemplos de aplicacion. Analisis de las propiedades de una solucion numerica: Convergencia. Estabilidad. Conservatividad. Difusion numerica. Postproceso. Determinacion del error.
- Metodología :La metodologia de trabajo incluye: lectura de articulos, lectura de bibliografia basica y diapositivas de clases como material de apoyo, clases expositivas, discusion en clases para el analisis de problemas complejos y un certamen. En las clases se explican y discuten los aspectos teoricos y practicos mas dificiles, contextualizando la informacion en el ambito de las necesidades del medio, la ingenieria en general, y las implicancias economicas, ambientales y sociales. Se considera el desarrollo de tareas secuenciales para implementar las tecnicas aprendidas (con informes personales). El curso considera la aplicacion de una evaluacion escrita individual (certamen) en el que se evalua el manejo de los contenidos de los distintos capitulos
- Evaluación :Se considera la realizacion de test, informes, tareas, y evaluaciones acumulativas. El peso de cada actividad sera especificada por el profesor responsable, al principio del semestre.
- Facultad :INGENIERIA
- Departamento :INGENIERIA CIVIL
- Creditos :4
- Cupos :10
- Campus :CONCEPCION