Datos Identificativos 2012/13
Asignatura (*) Métodos de Cálculo Numérico Código 614111627
Titulación
Enxeñeiro en Informática
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
1º e 2º Ciclo 1º cuadrimestre
Todos Optativa 5.5
Idioma
Castelán
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinación
Vazquez Cendon, Carlos
Correo electrónico
carlos.vazquez.cendon@udc.es
Profesorado
Ferreiro Ferreiro, Ana María
Vazquez Cendon, Carlos
Correo electrónico
ana.fferreiro@udc.es
carlos.vazquez.cendon@udc.es
Web
Descrición xeral Asignatura optativa de segundo ciclo en la titulación de Ingeniería Informática, orientada al planteamiento y la resolucion numérica de modelos de ecuaciones diferenciales que surgen en el ámbito de la ingeniería

Competencias do título
Código Competencias da titulación
A1 Aprender de maneira autónoma novos coñecementos e técnicas avanzadas axeitadas para a investigación, o deseño e o desenvolvemento de sistemas e servizos informáticos.
A3 Concibir e planificar o desenvolvemento de aplicacións informáticas complexas ou con requisitos especiais.
A5 Saber especificar, deseñar e implementar sistemas intelixentes cando as solucións convencionais non resultaren satisfactorias.
A6 Avaliar, definir, seleccionar e auditar plataformas hardware e software para a execución e desenvolvemento de aplicacións e servizos informáticos.
A9 Dirixir equipos de traballo ligados ao deseño de produtos, procesos, servizos informáticos e outras actividades profesionais.
A11 Implantar sistemas de calidade segundo estándares internacionais.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B3 Aplicar un pensamento crítico, lóxico e creativo.
B4 Aprendizaxe autónoma.
B5 Traballar de forma colaborativa.
B6 Comportarse con ética e responsabilidade social como cidadán e como profesional.
B7 Comunicarse de maneira efectiva en calquera contorno de traballo.
B8 Traballar en equipos de carácter interdisciplinar.
B9 Capacidade para tomar decisións.
B10 Capacidade de xestión da informática (captación e análises da información).
B11 Razoamento crítico.
B12 Capacidade para a análise e a síntese.
B13 Capacidade de comunicación.
B15 Motivación pola calidade.
C1 Expresarse correctamente, tanto de forma oral coma escrita, nas linguas oficiais da comunidade autónoma.
C2 Dominar a expresión e a comprensión de forma oral e escrita dun idioma estranxeiro.
C3 Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C4 Desenvolverse para o exercicio dunha cidadanía aberta, culta, crítica, comprometida, democrática e solidaria, capaz de analizar a realidade, diagnosticar problemas, formular e implantar solucións baseadas no coñecemento e orientadas ao ben común.
C5 Entender a importancia da cultura emprendedora e coñecer os medios ao alcance das persoas emprendedoras.
C6 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
C7 Asumir como profesional e cidadán a importancia da aprendizaxe ao longo da vida.
C8 Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
- Conocer los modelos más representativos en ciencia e ingeniería que se formulan mediante ecuaciones diferenciales A1
A3
B2
B3
B5
B8
B9
B11
B15
C4
C6
C7
C8
- Identificar los tipos de problemas de ecuaciones diferenciales ordinarias y parciales A1
A3
B2
B3
B5
B8
B9
B11
B12
B15
C6
C7
C8
- Resolver exactamente problemas de ciencia e ingeniería que se formulan con ecuaciones diferenciales lineales de segundo orden con coeficientes constantes A1
A3
B2
B3
B4
B5
B7
B8
B11
B12
B15
C5
C6
C7
C8
- Construir e implementar en ordenador los algoritmos asociados a los métodos de tiro, diferencias finitas y elementos finitos para problemas de contorno para edo's que surgen en modelos de ingeniería y ciencia A1
A3
A5
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
B15
C1
C3
C5
C6
C7
C8
- Clasificar EDPs lineales de segundo orden A1
A3
B2
B3
B8
B9
B11
B12
B15
C6
C8
- Aplicar el método de separación de variables para ecuaciones sencillas de difusión, convección y ondas A1
B2
B3
B8
B9
B11
B12
C6
C8
- Construir e implementar en ordenador métodos de diferencias finitas para ecuaciones parabólicas y aplicarlos a modelos sencillos en ingeniería y ciencias A1
A3
A6
B2
B3
B4
B5
B7
B8
B9
B11
B12
B15
C1
C3
C5
C6
C7
C8
- Construir e implementar en ordenador métodos de diferencias finitas para ecuaciones elípticas y aplicarlos a modelos sencillos en ingeniería y ciencias A1
A3
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B2
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B9
B11
B12
B15
C1
C3
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C8
- Construir e implementar en ordenador métodos de diferencias finitas para ecuaciones hiperbólicas y aplicarlos a modelos sencillos en ingeniería y ciencias A1
A3
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B2
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B9
B11
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B15
C1
C3
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C8
- Construir métodos de elementos finitos para EDPs, utilizar software que los implemente y aplicarlos a modelos en ingeniería y ciencias A1
A3
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B1
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B8
B9
B11
B12
B15
C1
C3
C5
C6
C7
C8
- Asimilar la necesidad de los métodos numéricos para proporcionas soluciones de los modelos complejos que surgen en ingeniería y ciencia A3
A5
A6
A9
B1
B2
B3
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B8
B9
B11
B12
B15
C3
C5
C6
C7
C8
- Conocer las condiciones de convergencia de los distintos métodos numéricos A1
A3
A6
B2
B3
B8
B9
B11
B12
C6
C8
- Verificar el buen funcionamiento de un algoritmo numérico mediante ejemplos apropiados de validación A1
A3
A5
A6
A11
B1
B2
B3
B4
B5
B8
B9
B11
B12
B15
C3
C6
C7
C8
- Elaborar una memoria con la descripción de los algoritmos y ejemplos ilustrativos de su buen o mal funcionamiento A1
A3
B5
B7
B8
B12
B13
B15
C1
C6
- Ser capaz de buscar bibliografía para leer y comprender la información necesaria para resolver con las herramientas de la asignatura un problema dado A1
A3
A6
A9
B1
B2
B4
B5
B7
B8
B9
B12
B15
C2
C3
C6
C8
- Planificar en equipo las etapas de resolución de un problema en clases de prácticas A3
A5
A6
A9
B2
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
B13
B15
C1
C3
C6
C7
C8

Contidos
Temas Subtemas
Problemas de contorno para ecuaciones diferenciales de segundo orden Modelos matemáticos en ingeniería y ciencias
Problemas lineales homogeneos y no homogéneos: solución exacta
Métodos numéricos: tiro, diferencias finitas y elementos finitos
Programación de métodos numéricos
Ecuaciones en derivadas parciales (EDP) Conceptos generales
Modelos matemáticos en ingeniería y ciencias
EDPs de primer orden
Clasificación de EDPs lineales de segundo orden
Modelos y métodos para EDPs parabólicas Ecuación de difusión
Método de separacion de variables
Métodos numéricos de diferencias finitas
Programación y aplicaciones
Modelos y métodos para EDPs elípticas Ecuaciones de Laplace y Poisson
Métodos numéricos de diferencias finitas
Programación y aplicaciones
Modelos y métodos para EDPs hiperbólicas Ecuación del transporte y de ondas
Separación de variables
Métodos numéricos de diferencias finitas
Programación y aplicaciones
Método de elementos finitos (MEF) Ecuación eliptica con coeficientes variables
Formulaciones variacionales
Descripción del MEF para ecuaciones elípticas
Ideas del MEF para ecuaciones parabólicas e hiperbólicas
Uso de software del MEF
Aplicaciones a problemas de ciencia e ingeniería

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Actividades iniciais 0.9 0 0.9
Análise de fontes documentais 0.5 0 0.5
Sesión maxistral 33 26.4 59.4
Prácticas de laboratorio 29 23.2 52.2
Proba obxectiva 3.3 0 3.3
Proba oral 0.5 0 0.5
Presentación oral 0.5 0 0.5
Debate virtual 0 0.4 0.4
Solución de problemas 11 8.8 19.8
 
Atención personalizada 0 0 0
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Actividades iniciais Presentación de los contenidos,planificación, metodologías, forma de evaluación y fuentes de información de la asignatura.
Análise de fontes documentais Durante la primera clase se indicarán y comentarán las principales fuentes de información que abarcan los contenidos de la asignatura
Sesión maxistral Se incluyen las lecciones magistrales en las que se desarrollan los contenidos de la asignatura
Prácticas de laboratorio Los alumnos programarán en ordenador los métodos numéricos para resolver problemas concretos de ciencia e ingeniería que se formulan mediante ecuaciones diferenciales. En algún caso el profesor expondrá el software existente para ello.
Proba obxectiva Prueba escrita de resolución de problemas a celebrar en fecha prevista por el calendario de exámenes de la facultad de una duración estimada en torno a 3 horas.
Proba oral Cada grupo de dos alumnos responderá a las preguntas del profesor sobre las prácticas que ha desarrollado y los contenidos de la memoria de las mismas que ha presentado
Presentación oral Cada grupo de dos alumnos expondrá las prácticas realizadas en el ordenador y comentará la memoria de las mismas ante el profesor
Debate virtual Resolución de dudas relativas a los contenidos teóricos, problemas y prácticas de laboratorio por correo electrónico
Solución de problemas El profesor presentará problemas que se resuelven mediante los métodos analíticos y numéricos descritos en la asignatura. También planteará ejercicios para que los alumno resuelvan de manera autónoma

Atención personalizada
Metodoloxías
Presentación oral
Proba oral
Debate virtual
Descrición
Presentación oral: Exposición de las prácticas de laboratorio y de la memoria de las mismas
Proba oral: preguntas sobre las prácticas y la memoria de las mismas, y peticion de pequeñas modificaciones para evaluación de las mismas
Debate virtual: atención por correo electrónico de las dudas sobre la asignatura

Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Presentación oral Presentación de las prácticas de laboratorio orientadas a la programación de métodos numéricos para la resolución de modelos de ecuaciones diferenciales en ciencia e ingeniería, incluyendo una memoria de las mismas 15
Proba obxectiva Examen escrito sobre problemas relacionados con los contenidos de la asignatura 70
Proba oral Preguntas sobre las prácticas de laboratorio orientadas a la programación de métodos numéricos para la resolución de modelos de ecuaciones diferenciales en ciencia e ingeniería, incluyendo cuestiones sobre la memoria de las mismas 15
 
Observacións avaliación

Fontes de información
Bibliografía básica Burden, R.L., Faires, J.D. (2002). Análisis numérico. ITP
Kincaid, D., Cheney, W. (1994). Análisis numérico: las matemáticas del cálculo científico. Addison Wesley
Boyce, W.E., Di Prima, R.C. (1998). Ecuaciones diferenciales y problemas de valores frontera. Limusa
Mathews, J.H., Fink, K.D. (2000). Métodos numéricos con MATLAB. Prentice-Hall
Quintela, P. (2001). Métodos numéricos en ingeniería. Tórculo
Chapra, S.C., Canale, R.P. (2006). Métodos numéricos para ingenieros. McGraw Hill

Bibliografía complementaria Baker, A.J., Pepper, D.W. (1991). Finite Elements 1-2-3. McGraw Hill
Metcalf, M., Reid, J. (). FORTRAN 90/95. Oxford University Press
Mathworks Inc. (1996). Matlab, Partial differential equations toolbox. Mathworks
Mathworks Inc. (1996). Matlab, the language of scioientific computing. Mathworks
Hoffman, J.D. (1992). Numerical methods for engineers and scientists. McGraw Hill
Johnson, C. (1994). Numerical solution of partial diferential equations by finite element method. ITP
Farlow, J. (1993). Partial differential equations for engineers. Dover


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Álxebra/614111106
Cálculo/614111108
Computación Numérica/614111204

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario

Observacións


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