Unidade Curricular:Código:
Modelação e Computação Aplicada a Problemas de Engenharia831MCAP
Ano:Nível:Curso:Créditos:
3LicenciaturaEngenharia Informática4 ects
Período Lectivo:Língua de Instrução:Nº Horas:
Segundo SemestrePortuguês/Inglês52
Objectivos de Aprendizagem:
A construção de modelos matemáticos e a sua implementação computacional para a compreensão, e simulação de cenários e para a previsão de resultados de problemas de engenharia em várias áreas, nomeadamente, campos eléctricos e electromagnéticos, transferência de calor e mecânica dos fluídos.
Conteúdos Programáticos:
1. Introdução à programação em Python
2. Aplicações das equações diferenciais e das equações às diferenças na modelação matemática
2.1. Condução do calor
2.2. Campo eléctrico
2.3. Movimento de fluídos
3. Método das diferenças finitas
3.1. Conceitos
3.2. Aplicação e implementação computacional
4. Método dos elementos finitos
4.1. Conceitos
4.2. Aplicação e implementação computacional
Demonstração da Coerência dos Conteúdos Programáticos com os Objectivos da Unidade Curricular:
O ponto 1 introduz assuntos relativos à sintaxe e ao paradigma da programação em Python de modo a serem construídos programas nesta linguagem para a integração numérica pelos métodos tratados nos pontos 3 e 4. No ponto 2 apresentam-se questões teóricas e de desenvolvimento das equações que podem ser resolvidas recorrendo aos métodos referidos nos pontos 3 e 4. Nos pontos 3 e 4 desenvolvem-se os conceitos e algumas aplicações práticas, a aplicar no domínio dos métodos das diferenças finitas e dos elementos finitos, para a resolução de alguns problemas apresentados em 2, recorrendo à linguagem introduzida em 1.
Metodologias de Ensino (Avaliação Incluída):
Recorre-se a uma metodologia expositiva, descritiva e demonstrativa, recorrendo à resolução de problemas, de modo a introduzir os conhecimentos e as técnicas e a facilitar a compreensão e a aplicação dos métodos. O método de avaliação compreende:
• 1 Testes de avaliação individual
• 1 Trabalho de grupo (grupos de 2 alunos)
• O desempenho do aluno, incluindo assiduidade, resolução de problemas e participação activa nas aulas
Demonstração da Coerência das Metodologias de Ensino com os Objectivos de Aprendizagem da Unidade Curricular:
As metodologias propostas estão em coerência com os objectivos de aprendizagem da unidade curricular, na medida em que estabelecem uma articulação estreita e contínua entre a introdução de conceitos teóricos, a apresentação de exemplos práticos e a sua resolução. Esta abordagem permite a interpretação e aplicação prática dos conceitos e dos métodos.
Bibliografia:
[1] Banasiak, J. (2017) Modelação matemática em dimensão um: uma introdução via equações diferenciais e às diferenças. trad. Fernando Pestana da Costa, Filipe Oliveira. IST Press.
[2] Chapra, S. C.& Canale, R. P. (2015) Numerical Methods for Engineers. McGraw-Hill. 2015
[3] The Python Tutorial. https://www.learnpython.org
[4] Villate, J. E. (2011) Equações Diferenciais e Equações de Diferenças. Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. http://villate.org/doc/eqdiferenciais/
Docente (* Responsável):
Teresa Lajinha (tlajinha@ufp.edu.pt)