Datos Identificativos 2015/16
Asignatura (*) Métodos de Cálculo Numérico Código 614111627
Titulación
Enxeñeiro en Informática
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
1º y 2º Ciclo 1º cuatrimestre
Todos Optativa 5.5
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinador/a
Arregui Alvarez, Iñigo
Correo electrónico
inigo.arregui@udc.es
Profesorado
Arregui Alvarez, Iñigo
Correo electrónico
inigo.arregui@udc.es
Web
Descripción general 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 del título
Código Competencias del título
A1 Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas avanzadas adecuadas para la investigación, el diseño y el desarrollo de sistemas y servicios informáticos.
A3 Concebir y planificar el desarrollo de aplicaciones informáticas complejas o con requisitos especiales.
A5 Saber especificar, diseñar e implementar sistemas inteligentes cuando las soluciones convencionales no resultan satisfactorias.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B3 Aplicar un pensamiento crítico, lógico y creativo.
B4 Aprendizaje autónomo.
B5 Trabajar de forma colaborativa.
B6 Comportarse con ética y responsabilidad social como ciudadano y como profesional.
B7 Comunicarse de manera efectiva en cualquier entorno de trabajo.
B8 Trabajar en equipos de carácter interdisciplinar.
B9 Capacidad para tomar decisiones.
B10 Capacidad de gestión de la informática (captación y análisis de la información).
B11 Razonamiento crítico.
B12 Capacidad para el análisis y la síntesis.
B13 Capacidad de comunicación.
B15 Motivación por la calidad.
C1 Expresarse correctamente, tanto de forma oral como escrita, en las lenguas oficiales de la comunidad autónoma.
C2 Dominar la expresión y la comprensión de forma oral y escrita de un idioma extranjero.
C3 Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida.
C4 Desarrollarse para el ejercicio de una ciudadanía abierta, culta, crítica, comprometida, democrática y solidaria, capaz de analizar la realidad, diagnosticar problemas, formular e implantar soluciones basadas en el conocimiento y orientadas al bien común.
C6 Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con los que deben enfrentarse.
C7 Asumir como profesional y ciudadano la importancia del aprendizaje a lo largo de la vida.
C8 Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
- Coñecer os modelos máis representativos en ciencia e enxeñaría que se formulan mediante ecuacións diferenciais A1
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B8
B9
B11
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C4
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- Identificar os tipos de problemas de ecuacións diferenciais ordinarias e parciais A1
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- Resolver exactamente problemas de ciencia e enxeñaría que se formulan con ecuacións diferenciais lineais de segunda orde con coeficientes constantes A1
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- Construír e implementar en computador os algoritmos asociados aos métodos de tiro, diferenzas finitas e elementos finitos para problemas de contorno para edo's que xorden en modelos de enxeñaría e ciencia A1
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- Clasificar EDPs lineais de segunda orde A1
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- Aplicar o método de separación de variables para ecuacións sinxelas de difusión, convección e ondas A1
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- Construír e implementar en ordenador métodos de diferenzas finitas para ecuacións parabólicas e aplicalos a modelos sinxelos en enxeñaría e ciencias A1
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- Construír e implementar en ordenador métodos de diferenzas finitas para ecuacións elípticas e aplicalos a modelos sinxelos en enxeñaría e ciencias A1
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- Construír métodos de elementos finitos para EDPs, utilizar software que os implemente e aplicalos a modelos en enxeñaría e ciencias A1
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- Asimilar a necesidade dos métodos numéricos para proporcionas solucións dos modelos complexos que xorden en enxeñaría e ciencia A3
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- Coñecer as condicións de converxencia dos distintos métodos numéricos A1
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C8
- Verificar o bo funcionamento dun algoritmo numérico mediante exemplos apropiados de validación A1
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C8
- Elaborar unha memoria coa descrición dos algoritmos e exemplos ilustrativos do seu bo ou mal funcionamento A1
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B7
B8
B12
B13
B15
C1
C6
- Ser capaz de buscar bibliografía para ler e comprender a información necesaria para resolver coas ferramentas da materia un problema dado A1
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C8
- Planificar en equipo as etapas de resolución dun problema en clases de prácticas A3
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B13
B15
C1
C3
C6
C7
C8

Contenidos
Tema Subtema
Problemas de contorno para ecuaciones diferenciales de segundo orden Modelos matemáticos en ingeniería y ciencias
Problemas lineales homogéneos 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
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
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Análisis de fuentes documentales A1 A5 B1 B4 C2 1 9 10
Prácticas de laboratorio B2 B3 B4 B5 B9 B10 B11 B12 B13 B15 C4 1 40 41
Estudio de casos A1 B1 B2 1 39 40
Prueba mixta A1 C1 C6 4.5 0 4.5
Solución de problemas A3 B5 B6 B7 B8 C1 C3 C7 C8 1 39 40
 
Atención personalizada 2 0 2
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Análisis de fuentes documentales Consulta bibliográfica
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.
Estudio de casos Resolución de problemas
Prueba mixta 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.
Solución de problemas Resolución de problemas

Atención personalizada
Metodologías
Prácticas de laboratorio
Solución de problemas
Descripción
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

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas de laboratorio B2 B3 B4 B5 B9 B10 B11 B12 B13 B15 C4 Implementación de los métodos numéricos adecuados para la resolución de distintos problemas. 30
Prueba mixta A1 C1 C6 Examen escrito sobre problemas relacionados con los contenidos de la asignatura 70
 
Observaciones evaluación

A pesar de no haber docencia durante el presente curso, el estudiante tendrá que realizar al menos dos trabajos prácticos para poder presentarse al examen teórico.  El profesor se pondrá en contacto con los estudiantes para concretar las fechas de entrega de las prácticas.


Fuentes de información
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

Complementária 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


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Álgebra/614111106
Cálculo/614111108
Computación Numérica/614111204

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario

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