Datos Identificativos 2016/17
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
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Matemáticas
Coordinación
Arregui Alvarez, Iñigo
Correo electrónico
inigo.arregui@udc.es
Profesorado
Arregui Alvarez, Iñigo
Correo electrónico
inigo.arregui@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 / Resultados do título
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.
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.
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
Resultados de aprendizaxe Competencias / Resultados do título
- Coñecer os modelos máis representativos en ciencia e enxeñaría que se formulan mediante ecuacións diferenciais A1
A3
B2
B3
B5
B8
B9
B11
B15
C4
C6
C7
C8
- Identificar os tipos de problemas de ecuacións diferenciais ordinarias e parciais A1
A3
B2
B3
B5
B8
B9
B11
B12
B15
C6
C7
C8
- Resolver exactamente problemas de ciencia e enxeñaría que se formulan con ecuacións diferenciais lineais de segunda orde con coeficientes constantes A1
A3
B2
B3
B4
B5
B7
B8
B11
B12
B15
C6
C7
C8
- 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
A3
A5
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
B15
C1
C3
C6
C7
C8
- Clasificar EDPs lineais de segunda orde A1
A3
B2
B3
B8
B9
B11
B12
B15
C6
C8
- Aplicar o método de separación de variables para ecuacións sinxelas de difusión, convección e ondas A1
B2
B3
B8
B9
B11
B12
C6
C8
- Construír e implementar en ordenador métodos de diferenzas finitas para ecuacións parabólicas e aplicalos a modelos sinxelos en enxeñaría e ciencias A1
A3
B2
B3
B4
B5
B7
B8
B9
B11
B12
B15
C1
C3
C6
C7
C8
- Construír e implementar en ordenador métodos de diferenzas finitas para ecuacións elípticas e aplicalos a modelos sinxelos en enxeñaría e ciencias A1
A3
B2
B3
B4
B5
B7
B8
B9
B11
B12
B15
C1
C3
C6
C7
C8
- Construír métodos de elementos finitos para EDPs, utilizar software que os implemente e aplicalos a modelos en enxeñaría e ciencias A1
A3
B1
B2
B3
B4
B5
B7
B8
B9
B11
B12
B15
C1
C3
C6
C7
C8
- Asimilar a necesidade dos métodos numéricos para proporcionas solucións dos modelos complexos que xorden en enxeñaría e ciencia A3
A5
B1
B2
B3
B5
B8
B9
B11
B12
B15
C3
C6
C7
C8
- Coñecer as condicións de converxencia dos distintos métodos numéricos A1
A3
B2
B3
B8
B9
B11
B12
C6
C8
- Verificar o bo funcionamento dun algoritmo numérico mediante exemplos apropiados de validación A1
A3
A5
B1
B2
B3
B4
B5
B8
B9
B11
B12
B15
C3
C6
C7
C8
- Elaborar unha memoria coa descrición dos algoritmos e exemplos ilustrativos do seu bo ou mal funcionamento A1
A3
B5
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
A3
B1
B2
B4
B5
B7
B8
B9
B12
B15
C2
C3
C6
C8
- Planificar en equipo as etapas de resolución dun problema en clases de prácticas A3
A5
B2
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
B13
B15
C1
C3
C6
C7
C8

Contidos
Temas Subtemas
Problemas de contorno para ecuacións diferenciais de segunda orde Modelos matemáticos en enxeñaría e ciencias
Problemas lineais homoxéneos e non homoxéneos: solución exacta
Métodos numéricos: tiro, diferenzas finitas e elementos finitos
Programación de métodos numéricos
Ecuacións en derivadas parciais (EDP) Conceptos xerais
Modelos matemáticos en enxeñaría e ciencias
EDPs de primeira orde
Clasificación de EDPs lineais de segunda orde
Modelos e métodos para EDPs parabólicas Ecuación de difusión
Método de separacion de variables
Métodos numéricos de diferenzas finitas
Programación e aplicacións
Modelos e métodos para EDPs elípticas Ecuacións de Laplace e Poisson
Métodos numéricos de diferenzas finitas
Programación e aplicacións
Método de elementos finitos (MEF) Ecuación eliptica con coeficientes variables
Formulacións variacionais
Descrición do MEF para ecuacións elípticas
Ideas do MEF para ecuacións parabólicas e hiperbólicas
Uso de software do MEF
Aplicacións a problemas de ciencia e enxeñaría

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias / Resultados Horas lectivas (presenciais e virtuais) Horas traballo autónomo Horas totais
Análise de fontes documentais 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
Estudo de casos A1 B1 B2 1 39 40
Proba 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
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Análise de fontes documentais Consulta bibliográfica
Prácticas de laboratorio Os alumnos programarán en computador os métodos numéricos para resolver problemas concretos de ciencia e enxeñaría que se formulan mediante ecuacións diferenciais. Nalgún caso o profesor exporá o software existente para iso.
Estudo de casos Resolución de problemas
Proba mixta Proba escrita de resolución de problemas a celebrar en data prevista polo calendario de exames da facultade dunha duración estimada ao redor de 3 horas.
Solución de problemas Resolución de problemas

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Solución de problemas
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 Competencias / Resultados Descrición Cualificación
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
Proba mixta A1 C1 C6 Examen escrito sobre problemas relacionados con los contenidos de la asignatura 70
 
Observacións avaliación

A pesar de non haber docencia durante o presente curso, o estudante terá que realizar polo menos dous traballos prácticos para poder presentarse ao exame teórico.  O profesor porase en contacto cos estudantes para concretar as datas de entrega das prácticas.


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


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías