Métodos Computacionais em Engenharia

Código:

F417

Sigla:

F417

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2015/2016 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://moodle.up.pt/course/view.php?id=891
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M:F	1	Plano de Estudos do Mestrado em Física	2	-	5	-	-
MI:EF	11	Plano de Estudos a partir de 2007	4	-	5	-

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

• Conhecer métodos e algoritmos usados em simulação numérica em Física. • Analisar um conjunto de problemas de várias áreas da Física na perspectiva de resolução numérica. • Modelizar problemas. • Descrever e aplicar algumas técnicas numéricas básicas. • Contactar com métodos de simulação.

Resultados de aprendizagem e competências

• Ser capaz de estruturar um problema de Física de forma a poder ser resolvido por métodos computacionais. • Ser capaz de selecionar e adequar métodos numéricos à resolução de problemas numéricos. • Ser capaz de programar um resolução numérica de um problema, fazendo recurso a implementações de métodos numéricos. • Ser capaz de analizar e criticar os resultados obtidos.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Domínio de uma linguagem de programação (nível intermédio), com enfase para Python

Programa

1. Conceitos básicos de modelização computacional e análise numérica.

2. Revisões de métodos numéricos básicos: procura de raizes de funções, diferenciação e integração numérica, dinâmica iterativa.


3. Métodos numéricos de decomposição matricial e resolução de sistemas de equações lineares: decomposição RQ, LU, SVD, métodos iterativos, problemas aos valores e vectores próprios.

4. Transformações Integrais: transformadas de Fourier e de ondeta (Wavelet).

5. Métodos de resolução de equações diferenciais às derivadas parciais: Diferenças finitas e métodos espectrais.

6. Tópicos especiais para engenheiros físicos. Os conteudos específicos desta secção do programa são determinados por acordo com os alunos, tendo em conta os seus interesses e o projecto final. Exemplos de temas possíveis: Elementos finitos, Equações não-lineares, Equação de Schrödinger não-linear.

Bibliografia Obrigatória

Computational Physics, Steven Koonin, 2nd ed. Benjammin/Cummings, Menlo Park, CA 1986
A First Course in Computational Physics, Paul L. De Vries, John Wiley and Sons, 1994
An Introduction to Computer Simulation Methods, H. Gould and J. Tobochnick, 2nd ed. Addison Wesley, 1996

Bibliografia Complementar

Numerical Techniques in Electromagnetics, M. Sadiku, CRC Press, 1991

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas expositivas. Método socrático com leituras orientadas. Aulas prácticas com resolução de problemas com aplicação dos métodos aprendidos.

Software

Python xy
Python xy

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Participação presencial	0,00
Trabalho escrito	100,00
Total:	100,00

Obtenção de frequência

Tratando-se de um curso sob o regime de avaliação distribuída, aplica-se o seguinte regime para a obtenção de frequência em que cada aluno deve: 1. Não faltar em mais de 1/4 das aulas dadas; 2. Entregar os elementos de avaliação nos prazos indicados com uma nota superior a 30 em 100.

Fórmula de cálculo da classificação final

A nota obtida pela fórmula seguinte corresponderá à nota da primeira época: 45% trabalhos de casa + 45% projecto final + 10% avaliação global Comentários: 1) A avaliação contínua do aluno pelo docente ao longo das aulas teóricas e teórico-práticas permite realizar um ajuste, em geral fino, das classificações obtidas pelos alunos correspondente ao item da fórmula de cálculo anterior designado por avaliação global. 2) O júri da disciplina reserva-se ainda o direito de chamar alunos a efectuar uma prova oral sempre que o considerar pertinente.

Provas e trabalhos especiais

trabalhos de casa projecto de resolução de um problema de Física/Engenharia baseado nos métodos numéricos leccionados

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os alunos com regime especial que não possam se avaliados de acordo com o regime geral descrito anteriormente, devem comunicar a situação ao regente durante a primeira semana de aulas ou até uma semana após a ocorrência dos factos que consubstanciam o pedido de excepção. A avaliação nestas situações será feita caso a caso de acordo com os critérios do regente.

Melhoria de classificação

A melhoria de nota será feita de acordo com o seguinte regime: 1) Os alunos que tenham obtido frequência da disciplina poderão solicitar provas de exame em épocas subsequentes à primeira época de exame para efeitos de melhoria da classificação final de acordo com o regime geral da faculdade. 2) O júri da disciplina reserva-se ainda o direito de chamar alunos a efectuar uma prova oral sempre que o considerar pertinente. 3) As provas de exame têm a duração máxima de 1h30.

Observações

Assume-se que os alunos sabem programar na linguagem Python. Situações não contempladas neste regulamento devem ser comunicadas ao regente durante a primeira semana de aulas ou até uma semana após a ocorrência dos factos que consubstanciam o pedido de excepção. A solução destas situações será feita caso a caso de acordo com os critérios do regente.