P4141106 - Simulación con métodos numéricos (Deseño Holístico de Procesos) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 3.00
• Total: 3.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 6.00
• Clase Interactiva Laboratorio: 20.00
• Horas de Titorías: 1.00
• Total: 27.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007
• Departamentos: Matemática Aplicada
• Áreas: Matemática Aplicada
• Centro: Escola Técnica Superior de Enxeñaría
• Convocatoria: 1º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: Primeiro Curso (1º 1ª vez)

Profesores

Nome	Coordinador
GOMEZ PEDREIRA, Ma DOLORES.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	NON	NON
Grupo /CLIL_01	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	NON	NON
Grupo /CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	NON	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS02	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Obxectivos da materia
O obxectivo desta materia é a simulación numérica de modelos matemáticos complexos que representen os aspectos fundamentais de problemas reais en Enxeñaría Química e, en particular, daqueles relacionados cos Fenómenos de Transporte, tanto en estado estacionario como non estacionario.
Contidos
Os contidos da materia son os contemplados de forma xeral na memoria do Máster en Enxeñaría Química e Bioprocesos:

Análisis de las ecuaciones desarrolladas y propuestas en la materia de “Modelización mediante fenómenos de transporte”. Contenidos conceptuales básicos para la resolución por métodos numéricos. Resolución de las ecuaciones planteadas: unidireccional, bidireccional, tridireccional, estacionario y no estacionario; otros. Análisis e interpretación de los resultados. Aplicación a casos particulares de interés en Ingeniería Química.

Os devanditos contidos coordinaranse cos da materia Fenómenos de Transporte de modo que os exemplos que se aborden se estudasen previamente dende o punto de vista teórico nesta materia. Articularanse en torno a catro eixes principais

. Introdución aos métodos numéricos.
. Simulación numérica de fenómenos relacionados coa transferencia de cantidade de movemento.
. Simulación numérica de fenómenos relacionados co transporte de enerxía.
. Simulación numérica de fenómenos relacionados co transporte de materia.

Ademais, os devanditos contidos intentarán adaptarse ao perfil dos alumnos que se matriculen no máster, tendo en conta que, en moitos casos, non terán cursado ningunha materia de métodos numéricos. É por iso que se fará uso de paquetes de software como Matlab e/ou Comsol.
Bibliografía básica e complementaria
Bibliografía básica

• QUARTERONI, A. - SALERI, F., Cálculo científico con Matlab y Octave. Springer, 2006.
• QUINTELA, P., Métodos numéricos en ingeniería. Tórculo Edicións, 2001.

Bibliografía complementaria

• BIRD, R.B., STEWART, W.E., LIGHTFOOT, E.N., Fenómenos de Transporte. Ed. Reverté, 1982.
• BIRD, R.B., STEWART, W.E.,LIGHTFOOT, E.N., Transport Phenomena, John Wiley & Sons, 2007
• BEERS, K.J., Numerical Methods for Chemical Engineering. Applications in Matlab. Cambridge University Press, 2007.
• CONSTANTINIDES, A. MOSTOUFI, N., Numerical Methods for Chemical Engineers with Matlab. Prentice Hall, 1999
• CUTLIP, M. SHACHAM, M. Problem solving in Chemical Engineering with Numerical Methods. Prentice Hall, 2000.
• DOBRE, T.G. , SANCHEZ MARCANO, J.G. , Chemical Engineering, Wiley-VCH, 2007
• FINLAYSON, B. A., Introduction to chemical engineering computing, John Wiley & Sons, 2006.
• RICE, R. G., Do, D., Applied Mathematics and Modelling for Chemical Engineers, John Wiley & Sons, 2012.
• Partial differential equation Toolbox for use with MATLAB ,The Math Works, Inc., 1996
• Comsol user’s guide.
• Matlab user’s guide.

Competencias
As competencias son as que se especifican na memoria do título


• Competencias xeráis e básicas: CG2, CG7, CG9, CG17


CG2. - Saber aplicar e integrar os seus coñecementos, a comprensión de estos, a sua fundamentación científica e as súas capacidades de resolución de problemas en ámbitos novos e definidos de forma imprecisa, incluíndo contextos de carácter multidisciplinar tanto investigadores coma profesionais altamente especializados.
CG7. - Aplicar coñecementos de matemáticas, física, química, bioloxía e outras ciencias naturais, obtidos mediante estudo, experiencia, e práctica, con razonamiento crítico para establecer solucións viables economicamente a problemas técnicos.
CG9. - Saber establecer modelos matemáticos e desenvolvelos mediante a informática apropiada, como base científica e tecnolóxica para o deseño de novos produtos, procesos, sistemas e servizos, e para a optimización doutros xa desenvolvidos.
CG17. - Desenvolver habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun modo que haberá de ser en boa medida autodirixido oautónomo.

• Competencias específicas: CE4, CE6, CE7

CE4. - Capacidade para aplicar o método científico e os principios da enxeñaría e economía, para formular e resolver problemas complexos en procesos, equipos, instalacións e servizos, nos que a materia experimente cambios na súa composición, estado ou contido enerxético, característicos da industria química e doutros sectores relacionados entre os que se encontran o farmacéutico, biotecnolóxico, materiais, enerxético, alimentario ou ambiental.
CE6. - Deseñar produtos, procesos, sistemas e servizos da industria química, así como a optimización doutros xa desenvolvidos, tomando como base tecnolóxica as diversas áreas da enxeñaría química, comprensivas de procesos e fenómenos de transporte, operacións de separación e enxeñaría das reaccións químicas, nucleares, electroquímicas e bioquímicas.
CE7. - Conceptualizar modelos de enxeñaría, aplicar métodos innovadores na resolución de problemas e aplicacións informáticas axeitadas, para o deseño, simulación, optimización e control de procesos e sistemas.


• Competencias transversais: CT2, CT4

CT2. - Adaptarse aos cambios, sendo capaz de aplicar tecnoloxías novas e avanzadas e outros progresos relevantes, con iniciativa e espírito emprendedor.

CT4. - Capacidade analítica, crítica e de síntese.
Metodoloxía da ensinanza
A materia ten asignados 3 créditos ECTS que se desenvolverán ao longo de 6 horas clases expositivas, 20 h de clases de ordenador e 1 hora de titorías en grupo por alumno. Dada a distribución de horas, a materia terá un carácter eminentemente práctico pero sen perder de vista os fundamentos básicos dos métodos numéricos empregados.

Para cada un dos exemplos considerados farase unha breve descrición do problema real subxacente e o modelo matemático utilizado para abordalo (estudados previamente na materia de Fenómenos de Transporte), así como as simplificacións adoptadas para abordar a súa resolución numérica. A continuación farase unha descrición práctica do método ou métodos numéricos a utilizar e procederase á súa resolución por medio dos paquetes de software Matlab e/ou Comsol. Finalmente, efectuarase unha análise crítica dos resultados obtidos que permita, ademais, validar os modelos. Nos exemplos propostos aos alumnos, estes deberán, ademais, redactar un pequeno informe cos resultados obtidos e as conclusións derivadas destes.

Farase uso do campus virtual da USC
Sistema de evaluación
Efectuarase un seguimento da aprendizaxe dos estudantes mediante a realización de actividades, traballos ou resolución de problemas de forma individual e/ou por grupo. Así mesmo, os estudantes realizarán un exame con cuestións fundamentalmente prácticas que permitirá individualizar a cualificación final.

Distribución da cualificación:

Exame: 50%
Traballos/actividades/memorias de prácticas 45%
Titorías/Informe do profesor 5%


As cualificacións obtidas nos apartados 2 e 3 conservaranse para cada unha das oportunidades de exame de que dispón o alumno ao longo do curso, pero non para matrículas en cursos posteriores. É obrigatoria a asistencia a, polo menos, un 80% das clases prácticas. Os alumnos repetidores seguirán o mesmo sistema de avaliación que os alumnos matriculados por primeira vez.
Tempo de estudo e traballo persoal
Tempo de estudo e traballo persoal
Actividade HP HTA ECTS

Clases maxistrais 6,0 6,0 0,48
Aula informática 20,0 23,0 1,72
Titorías grupo 1,0 4,0 0,20

Subtotal 27,0 33,0 2,40
TI 1,0 4,0 0,20
Exame e revisión 2,0 8,0 0,40

Total 30,0 45,0 3,0
Recomendacións para o estudo da materia

Observacións
As materias "Modelización mediante fenómenos de transporte" e "Simulación con métodos
numéricos" están interrelacionadas, polo que se tratará de coordinar as actividades propostas
en ambas as dúas materias.


As clases impartiranse en castelán. Se fose preciso, responderanse dúbidas en inglés ou francés a alumnos estranxeiros.