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Guía docente 2021-22 - 77412004 - Simulación numérica: formulación y métodos de resolución
| TITULACIÓN: | Máster Univ. en Ingeniería de minas |
| CENTRO: | ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (LINARES) |
| CURSO: | 2021-22 |
| ASIGNATURA: | Simulación numérica: formulación y métodos de resolución |
| NOMBRE: Simulación numérica: formulación y métodos de resolución | |||||
| CÓDIGO: 77412004 | CURSO ACADÉMICO: 2021-22 | ||||
| TIPO: Obligatoria | |||||
| Créditos ECTS: 3.0 | CURSO: 1 | CUATRIMESTRE: SC | |||
| WEB: https://platea.ujaen.es | |||||
| NOMBRE: DONAIRE ÁVILA, JESÚS | ||
| IMPARTE: Teoría [Profesor responsable] | ||
| DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA | ||
| ÁREA: 510 - INGENIERIA DE LA CONSTRUCCIÓN | ||
| N. DESPACHO: B - D049 | E-MAIL: jdonaire@ujaen.es | TLF: 953648677 |
| TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/230152 | ||
| URL WEB: https://www10.ujaen.es/conocenos/departamentos/ingmec/donaire-avila-jesus | ||
| ORCID: - | ||
| NOMBRE: Ruiz Calviño, Jorge | ||
| E-MAIL: jrcalvino@uco.es | TLF: 957213051 | |
| URL WEB: - | ||
| INSTITUCIÓN: Universidad de Córdoba | ||
| NOMBRE: Algaba Durán, Antonio | ||
| E-MAIL: algaba@uhu.es | TLF: 959219913 | |
| URL WEB: - | ||
| INSTITUCIÓN: Universidad de Huelva | ||
Asignatura obligatoria que se encuentra dentro del Módulo de Formación Científica y de Gestión (21 ECTS), dentro de la Materia Modelización y Simulación Numérica en Ingeniería de Minas, que esta compuesta por cuatro asignaturas. Se imparte en el curso 1, cuatrimestre 2.
| código | Denominación de la competencia |
| CB10 | Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo. |
| CB7 | Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio. |
| CB9 | Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades. |
| CE1 | Capacidad para abordar y resolver problemas matemáticos avanzados de ingeniería, desde el planteamiento del problema hasta el desarrollo de la formulación y su implementación en un programa de ordenador. En particular, capacidad para formular, programar y aplicar modelos analíticos y numéricos avanzados de cálculo, proyecto, planificación y gestión, así como capacidad para la interpretación de los resultados obtenidos, en el contexto de la Ingeniería de Minas. |
| CG11 | Adquirir conocimientos avanzados y demostrar, en un contexto de investigación científica y tecnológica o altamente especializado, una comprensión detallada y fundamentada de los aspectos teóricos y prácticos y de la metodología de trabajo en uno o más campos de estudio. |
| CG2 | Ser capaces de predecir y controlar la evolución de situaciones complejas mediante el desarrollo de nuevas e innovadoras metodologías de trabajo adaptadas al ámbito científico/investigador, tecnológico o profesional concreto, en general multidisciplinar, en el que se desarrolle su actividad. |
| CG3 | Saber transmitir de un modo claro y sin ambigüedades a un público especializado o no, resultados procedentes de la investigación científica y tecnológica o del ámbito de la innovación más avanzada, así como los fundamentos más relevantes sobre los que se sustentan. |
| CT2 | Utilizar de manera avanzada las tecnologías de la información y la comunicación. |
| CT3 | Gestionar la información y el conocimiento. |
| CT4 | Comprometerse con la ética y la responsabilidad social como ciudadano y como profesional. |
| CT5 | Definir y desarrollar el proyecto académico y profesional. |
| Resultados de aprendizaje | |
| Resultado R-51 | Es capaz de plantear, comprender y resolver los diferentes problemas matemáticos que se presentan en la ingeniería de Minas. |
| Resultado R-52 | Comprende los métodos de los elementos finitos aplicados en la ingeniería. |
| Resultado R-53 | Es capaz de analizar e interpretar datos. |
· Métodos Numéricos de Punto Fijo
· Métodos Numéricos para la
resolución de EDO.
· Métodos de los elementos Finitos.
· Lógicas Clásicas y Difusas
Asignatura obligatoria del primer curso del máster en Ingeniería de Minas, que pretende modelar matemáticamente y resolver numéricamente algunos problemas que se plantean en el mundo de la ingeniería. Una vez cursada, proporcionará algunas técnicas numéricas y de programación que serán de utilidad para resolver problemas que se plantean en la ingeniería en general.
Los objetivos son:
- Ser capaz de plantear, comprender y resolver los diferentes problemas matemáticos que se presentan en la ingeniería de Minas.
- Resolver mediante métodos numéricos los diferentes problemas matemáticos que se presentan en la ingeniería de Minas.
- Comprender los métodos de los elementos finitos aplicados en la ingeniería.
- Ser capaz de analizar e interpretar datos
Los contenidos de la asignatura son los siguientes:
Métodos Numéricos de Punto Fijo.
Métodos Numéricos para la resolución de EDO.
Métodos de los elementos Finitos.
Lógicas Clásicas y Difusas
Nummerical methods for fixed points problems.
Nummerical methods for differential equations.
Finite element method.
Classical and Fuzzy logics.
Temario Desarrollado
1.- Introducción al lenguaje Octave/Matlab
2.Introducción a los métodos numéricos
2.1. Análisis del error, solución aproximada y convergencia.
2.2. Introducción a los métodos del punto fijo.
2.3. Método de la Bisección.
2.4. Método de la secante.
2.5. Método Regula Falsi Transformada rápida de Fourier.
2.6. Método Newton Raphson.
2.7. Implantación en Octave/MatLab.
3. Problemas de valor inicial para ecuaciones diferenciales ordinarias.
3.1. El método de Euler: descripción, convergencia y error de redondeo.
3.2. Métodos de Taylor de orden mayor que uno.
3.3. Métodos de Runge-Kutta.
3.4. Control de error: métodos de Runge-Kutta-Fehberg.
3.5. Métodos multipaso.
3.6. Métodos de extrapolación
3.7. Sistemas de ecuaciones diferenciales y ecuaciones de mayor orden.
3.8. Implantación en Octave/MatLab.
4. Método de los elementos finitos para funcionales cuadráticos.
4.1 Espacios de elementos finitos.
4.2 Cálculos con el método de elementos finitos: triangulaciones, ensamblado de la matriz de rigidez, vector de carga y valores prescritos en la frontera.
4.3. Implantación en Octave/MatLab.
5. Lógicas Clásicas y Difusas.
5.1. Introducción a la Lógica.
5.2. Lógica proposicional.
5.3. Lógica de predicados de primer orden.
5.4. Programación lógica clásica.
5.5. Introducción a las lógicas difusas.
5.6. Programación lógica difusa.
5.7. Implantación en Octave/MatLab.
| ACTIVIDADES | HORAS PRESENCIALES | HORAS TRABAJO AUTÓNOMO | TOTAL HORAS | CRÉDITOS ECTS | COMPETENCIAS (códigos) |
|---|---|---|---|---|---|
A1 - Clases expositivas en gran grupo
|
13.5 | 31.5 | 45.0 | 1.8 |
|
A2 - Clases en grupos de prácticas
|
9.0 | 21.0 | 30.0 | 1.2 |
|
| TOTALES: | 22.5 | 52.5 | 75.0 | 3.0 |
Actividades Formativas
- Sesiones de Teoría sobre los contenidos del Programa.
- Sesiones prácticas en Laboratorios Especializados o en Aulas de Informática.
- Actividades Académicamente Dirigidas por el Profesorado: seminarios, conferencias, desarrollo de trabajos, debates, tutorías colectivas, actividades de evaluación y autoevaluación.
- Actividades de Evaluación y Autoevaluación.
- Trabajo Individual/Autónomo del Estudiante.
Metodologías Docentes
- Clase Magistral Participativa.
- Desarrollo de Prácticas en Laboratorios Especializados o aulas de Informática en Grupos Reducidos
- Resolución de Problemas y Ejercicios Prácticos.
- Tutorías Individuales o Colectivas.
- Interacción directa profesorado-estudiantes Planteamiento, Realización, Tutorización y Presentación de Trabajos
- Conferencias y Seminarios
- Evaluaciones y Exámenes
Desarrollo y Justificación
La asignatura consta de dos partes una teórica en la que se introducirán los distintos métodos que se van a utilizar a lo largo del curso siempre con la participación de los alumnos dichos métodos y una parte práctica en la que se implementarán dichos métodos en el ordenador de forma que puedan ser utilizados para la resolución de los problemas planteados en dichas clases prácticas.
Las clases teóricas se dividirán en una parte de explicación de la materia y un turno de preguntas a modo de tutoría sobre la materia vista durante dicha clase (Resolución de ejercicios en clase).
También se plantearán trabajos para que el alumno realice a lo largo del curso y que se contará a la hora de evaluar (Prácticas).
El curso terminará con un examen para aquellos alumnos que quieran subir la nota obtenida a los largo del curso.
| ASPECTO | CRITERIOS | INSTRUMENTO | PESO |
|---|---|---|---|
| Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales | Participación activa | Valoración del profesor | 10.0% |
| Conceptos teóricos de la materia | Adquisición de conocimientos | Examen | 50.0% |
| Realización de trabajos, casos o ejercicios | Realización de trabajos | Defensa | 20.0% |
| Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC | Realización de prácticas | Defensa | 20.0% |
Sistema de Evaluación
- Examen de teoría/problemas
- Defensa de prácticas
- Defensa de Trabajos e Informes Escritos
- Seguimiento Individual del Estudiante
Criterios de Evalución y Calificación
La defensa de prácticas consiste en la entrega de documentos durante las sesiones prácticas de los problemas resueltos planteados en dichas prácticas entregando un documento con su resolución al final de la clase práctica. Se evaluará hasta en un 20%.
El seguimiento individual del estudiante tanto en forma de asistencia como colaboración durante las clases será evaluado hasta el 10%.
La defensa de trabajos e informes escritos consistirá en diversos problemas planteados a lo largo del curso que el alumno deberá resolver y enviar al profesor en el periodo de una semana después del planteamiento de dichos problemas. Supone un 20% de la nota. Si con los sistemas de evaluación anteriores llega a una nota de aprobado 5 no es necesario la realización del examen el cual será en la medida de lo posible presencial si no mediante videoconferencia en las plataformas habilitadas y supone el 50% de la nota.
Para aquellos alumnos que opten por una evaluación única final, éstos deberán realizar obligatoriamente tanto el examen como la defensa de trabajos escritos cuya descripción es la misma pero esta vez cada uno con un peso del 50%
- Cálculo Cientifico con MATLAB y Octave [Recurso electrónico]. Edición: -. Autor: Quarteroni, Alfio. Editorial: Milano : Springer-Verlag Italia, Milano, 2006. (C. Biblioteca)
- Métodos numéricos con Matlab. Edición: 3ª ed., reimp. Autor: Mathews, John H.. Editorial: Madrid [etc.]: Pearson Educación, 2007 (C. Biblioteca)
- Análisis númerico. Edición: 7ª ed. Autor: Burden, Richard L.. Editorial: México: International Thomson Editores, imp. 2003 (C. Biblioteca)
- Métodos numéricos para ingenieros. Edición: 5ª ed. Autor: Chapra, Steven C.. Editorial: México [etc.]: McGraw-Hill, cop. 2007 (C. Biblioteca)
- An?lisis num?rico con aplicaciones. Edición: -. Autor: Gerald, Curtis F.. Editorial: M?xico [etc.]: Pearson Educaci?n, cop. 2000 (C. Biblioteca)
- Problemas Resueltos de Métodos Numéricos. Edición: -. Autor: Cordero A., Hueso J.L., Martínez E. y Torregrosa J.R. . Editorial: Paraninfo (C. Biblioteca)
- Aspectos Prácticas del Método de los Elementos Finitos. Edición: -. Autor: García-Archilla, B.. Editorial: Universidad de Sevilla (C. Biblioteca)
- Análisis numérico Las mátematicas del cálculo científico. Edición: -. Autor: Kincaid, David. Editorial: Argertina [etc.]: Addison-Wesley Iberoamericana, cop. 1994 (C. Biblioteca)
- Análisis numérico y visualización gráfica con matlab. Edición: -. Autor: Nakamura, Shoichiro. Editorial: México [etc.]: Prentice-Hall Hispanoamericana, cop. 1997 (C. Biblioteca)
- Matlab y sus aplicaciones en las ciencias y la ingeniería. Edición: -. Autor: Pérez López, César. Editorial: Madrid [etc.]: Prentice Hall International, D. L. 2003 (C. Biblioteca)
- Introduction to numerical analysis. Edición: 3rd ed. Autor: Stoer, Josef. Editorial: New York [etc.]: Springer, cop. 2002 (C. Biblioteca)
- Numerical method of partial differential equations by the finite element method. Edición: -. Autor: Johnson C.. Editorial: Cambridge University Press, Cambridge (C. Biblioteca)
- El método de los elementos finitos. Edición: Ed. rev. y corr. Autor: Zienkiewicz, O. C.. Editorial: Barcelona [etc.]: Reverté, D.L. 1982 (C. Biblioteca)
Asignatura del Segundo Cuatrimestre.
Las actividades presenciales del alumno y su duración serán las siguientes:
- Actividades de evaluación: 3 horas.
- Actividades de expresión escrita: 1 hora.
- Exposición grupal: 2 horas.
- Lección magistral: 17 horas.
Las actividades no presenciales del alumno y su duración serán las siguientes:
- Problemas: 26 horas.
- Trabajo de Grupo: 26 horas.
1. METODOLOGÍA DOCENTE Y ACTIVIDADES FORMATIVAS
|
Actividades Formativas |
Formato (presencial/online)* |
Metodología docente Descripción |
|
20 Sesiones de teoría sobre los contenidos del programa |
Presencial/Online |
20 sesiones de clases magistrales participativas, de una hora de duración cada una, presenciales y retransmitidas por videoconferencia desde la Universidad de Córdoba, dependiendo del aforo máximo permitido en el aula. |
|
10 Sesiones de resolución de problemas/ejercicios |
Presencial/Online |
Consistirán en 10 sesiones presenciales y por videoconferencia desde la Universidad de Córdoba, dependiendo del aforo permitido en el aula. La resolución de problemas y ejercicios favorece la capacidad de análisis y síntesis mediante la resolución de pequeños proyectos en grupo. |
|
Tutorías |
Online |
Tutoría online (síncrona y asíncrona) con profesor de la UCO o UJA |
2. SISTEMA DE EVALUACIÓN
Convocatoria ordinaria y Extraordinaria
|
Prueba de evaluación |
Formato (presencial/online síncrono o asíncrono) |
Descripción |
Porcentaje |
|
Participación activa en clase |
Presencial al 50% resto online síncrono |
Asistencia (listas de control) |
10% |
|
Entrega de ejercicios individuales |
Online síncrona |
Entrega individual de ejercicios (síncrona) correspondientes a los grupos de problemas planteados en clase. |
20% |
|
Examen |
Presencial |
Dominio de los conocimientos teóricos y operativos de la materia. Necesario tener instalado en ordenador software Octave. No es obligatorio realizar el examen para aprobar la asignatura, salvo aquellos alumnos que no hayan realizado la entrega de ejercicios y prácticas. |
50% |
|
Prácticas |
Online asíncrono |
Entrega de ejercicios propuestos a realizar por el alumno como trabajo individual. |
20% |
IMPORTANTE: Para aquellos que opten por la califiación única deberán resolver el día oficial del examen tanto el examen como las resoluciones de problemas.
3. RECURSOS
|
Recursos |
Descripción |
|
Equipos informáticos propios |
Ordenadores personales de los alumnos, con programas de libre acceso o con licencia de estudiante. |
|
Equipos informáticos de la Universidad |
Acceso a aulas de informática de libre acceso donde estarán instalados los programas informáticos que se utilicen durante el curso. |
|
Conexión a internet |
Del propio usuario (domicilio) o de la Universidad (Campus) |
|
Skype, Webex, Zoom, Backboard |
Plataforma para videoconferencias |
|
Plataforma Moodle |
Espacio Web de la Universidad de Huelva en el que se incluirá el material docente necesario para el desarrollo del curso. |
1. METODOLOGÍA DOCENTE Y ACTIVIDADES FORMATIVAS
|
Actividades Formativas |
Formato (presencial/online)* |
Metodología docente Descripción |
|
20 Sesiones de teoría sobre los contenidos del programa |
Online |
20 sesiones de clases magistrales participativas, de una hora de duración cada una, retransmitidas por videoconferencia desde la Universidad de Córdoba. |
|
10 Sesiones de resolución de problemas/ejercicios |
Online |
Consistirán en 10 sesiones por videoconferencia desde la Universidad de Córdoba. La resolución de problemas y ejercicios favorece la capacidad de análisis y síntesis mediante la resolución de pequeños proyectos en grupo. |
|
Tutorías |
Online |
Tutoría online (síncrona y asíncrona) con profesor de la UCO o UJA |
2. SISTEMA DE EVALUACIÓN
Convocatoria ordinaria y extraordinaria
|
Prueba de evaluación |
Formato (presencial/online síncrono o asíncrono) |
Descripción |
Porcentaje |
|
Participación activa en clase |
Online síncrono |
Asistencia (Lista de Control) |
10% |
|
Entrega de ejercicios individuales y en grupo |
Online asíncrono |
Entrega individual de ejercicios (asíncrona) correspondientes a los grupos de problemas planteados en clase. |
20% |
|
Examen |
Online síncrono |
Dominio de los conocimientos teóricos y operativos de la materia. Necesario tener instalado en ordenador software Octave. No es obligatorio realizar el examen para aprobar la asignatura, salvo aquellos alumnos que no hayan realizado la entrega de ejercicios y prácticas. |
40% |
|
Prácticas |
Online asíncrono |
Entrega de ejercicios propuestos a realizar por el alumno como trabajo individual. |
20% |
|
Documentos Propios (Proyecto) |
Online asíncrono |
Entrega de documentos propios en forma de proyecto |
10% |
IMPORTANTE: Para aquellos que opten por la califiación única deberánresolver el día oficial del examen tanto el examen como las resoluciones de problemas.
3. RECURSOS
|
Recursos |
Descripción |
|
Equipos informáticos propios |
Ordenadores personales de los alumnos, con programas de libre acceso o con licencia de estudiante. |
|
Equipos informáticos de la Universidad |
Acceso a aulas de informática de libre acceso donde estarán instalados los programas informáticos que se utilicen durante el curso. |
|
Conexión a internet |
Del propio usuario (domicilio) o de la Universidad (Campus) |
|
Skype, Webex, Zoom, Backboard |
Plataforma para videoconferencias |
|
Plataforma Moodle |
Espacio Web de la Universidad de Huelva en el que se incluirá el material docente necesario para el desarrollo del curso. |
Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Campus Las Lagunillas, s/n, 23071 Jaén
Delegado de Protección de Datos:dpo@ujaen.es
Finalidad: Conforme a la Ley de Universidades y demás legislación estatal y autonómica vigente, realizar los exámenes correspondientes a las asignaturas en las que el alumno o alumna se encuentre matriculado. Con el fin de evitar fraudes en la realización del mismo, el examen se realizará en la modalidad de video llamada, pudiendo el personal de la Universidad de Jaén contrastar la imagen de la persona que está realizando la prueba de evaluación con los archivos fotográficos del alumno en el momento de la matrícula. Igualmente, con la finalidad de dotar a la prueba de evaluación de contenido probatorio de cara a revisiones o impugnaciones de la misma, de acuerdo con la normativa vigente, la prueba de evaluación será grabada.
Legitimación: cumplimiento de obligaciones legales (Ley de Universidades) y demás normativa estatal y autonómica vigente.
Destinatarios: prestadores de servicios titulares de las plataformas en las que se realicen las pruebas con los que la Universidad de Jaén tiene suscritos los correspondientes contratos de acceso a datos.
Plazos de conservación: los establecidos en la normativa aplicable. En el supuesto en concreto de las grabaciones de los exámenes, mientras no estén cerradas las actas definitivas y la prueba de evaluación pueda ser revisada o impugnada.
Derechos: puede ejercitar sus derechos de acceso, rectificación, cancelación, oposición, supresión, limitación y portabilidad remitiendo un escrito a la dirección postal o electrónica indicada anteriormente. En el supuesto que considere que sus derechos han sido vulnerados, puede presentar una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es
Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Paraje Las Lagunillas, s/n; Tel.953 212121; www.ujaen.es
Delegado de Protección de Datos (DPO): TELEFÓNICA, S.A.U. ; Email: dpo@ujaen.es
Finalidad del tratamiento: Gestionar la adecuada grabación de las sesiones docentes con el objetivo de hacer posible la enseñanza en un escenario de docencia multimodal y/o no presencial.
Plazo de conservación: Las imágenes serán conservadas durante los plazos legalmente previstos en la normativa vigente.
Legitimación: Los datos son tratados en base al cumplimiento de obligaciones legales (Ley Orgánica 6/2001, de 21 de diciembre, de Universidades) y el consentimiento otorgado mediante la marcación de la casilla habilitada a tal efecto.
Destinatarios de los datos (cesiones o transferencias): Toda aquella persona que vaya a acceder a las diferentes modalidades de enseñanza.
Derechos: Ud. podrá ejercitar los derechos de Acceso, Rectificación, Cancelación, Portabilidad, Limitación del tratamiento, Supresión o, en su caso, Oposición. Para ejercitar los derechos deberá presentar un escrito en la dirección arriba señalada dirigido al Servicio de Información, Registro y Administración Electrónica de la Universidad de Jaén, o bien, mediante correo electrónico a la dirección de correo electrónico. Deberá especificar cuál de estos derechos solicita sea satisfecho y, a su vez, deberá acompañarse de la fotocopia del DNI o documento identificativo equivalente. En caso de que actuara mediante representante, legal o voluntario, deberá aportar también documento que acredite la representación y documento identificativo del mismo. Asimismo, en caso de considerar vulnerado su derecho a la protección de datos personales, podrá interponer una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es