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Técnicas de Simulación Numérica
Curso 2017/18
1. Datos Descriptivos de la Asignatura
ASIGNATURA: Técnicas de Simulación Numérica CÓDIGO: 275461221
- Centro: Facultad de Ciencias
- Titulación: Máster en Astrofísica
- Plan de Estudios: 2013 (publicado en 11-02-2014)
- Rama de conocimiento: Ciencias
- Itinerario/Intensificación:
- Departamento/s: - Área/s de conocimiento:
  • Astronomía y Astrofísica
- Curso: 1
- Carácter: Optativo
- Duración: Cuatrimestral
- Créditos ECTS: 6.0
- Horario: http://www.ull.es/view/master/mastrofisica/Horarios/es
- Dirección web de la asignatura: http://www.campusvirtual.ull.es
- Idioma: Castellano e inglés


2. Requisitos para cursar la asignatura
No existen requisitos para cursar la asignatura.


3. Profesorado que imparte la asignatura
Profesor/a Coordinador/a: FERNANDO MORENO INSERTIS
- Grupo:
- Departamento: Astrofísica
- Área de conocimiento: Astronomía y Astrofísica
- Lugar Tutoría: Despacho del profesor, Departamento de Astrofísica, edificio de Física y Matemáticas
- Horario Tutoría: Lunes y miércoles de 14h a 15h y de 17h a 19h
- Teléfono (despacho/tutoría):
- Correo electrónico: fminsert@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es
Profesor/a: CHRIS BROOK
- Grupo:
- Departamento: Astrofísica
- Área de conocimiento: Astronomía y Astrofísica
- Lugar Tutoría: despacho del profesor
- Horario Tutoría: Lunes y miércoles de 14h a 18h
- Teléfono (despacho/tutoría):
- Correo electrónico: chbook@ull.edu.es
- Dirección web docente:


4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
- Bloque formativo al que pertenece la asignatura:
- Perfil profesional:


5. Competencias
Competencia Específicas
[CE8] Saber programar, al menos, en un lenguaje relevante para el cálculo científico en Astrofísica
[CE11] Desarrollar la capacidad de modelizar matemáticamente diversos fenómenos físicos.
Competencias Básicas
[CB6] Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
[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
[CB8] Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
[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
Competencias General
[CG1] Conocer las técnicas matemáticas y numéricas avanzadas que permitan la aplicación de la Física y de la Astrofísica a la solución de problemas complejos mediante modelos sencillos


6. Contenidos de la asignatura
Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
Profesor: Dr Fernando Moreno Insertis

Módulo 1: Conceptos elementales. Ecuaciones de los gases. Discretización de las ecuaciones mediante diferencias finitas. Esquemas y códigos numéricos. Convergencia y estabilidad de un código numérico; criterio CFL. Práctica: construcción de un código unidimensional para resolver las ecuaciones de los gases y aplicación básica.

Módulo 2: forma conservativa de las ecuaciones de los gases; repaso a la física de las ondas de choque. Práctica: Simulación numérica de fenómenos de interés astrofísico (por ejemplo: propagación de ondas en atmósferas estelares, propagación de ondas de choque, problema de Riemann, problema de conducción térmica, problema de ondas bidimensional, acústica geométrica, etc)


Profesor: Dr. Christopher B.A. Brook

Módulo 3: Repaso de principios dinámica galáctica. Introducción de métodos de resolución de la ecuaciones del movimiento de sistemas de N-cuerpos. Introducción del método de árbol. Prácticas guiadas para construir modelos galácticos. Simulación y análisis de un modelo de formación de galaxias.
Actividades a desarrollar en otro idioma
(a) el tercer módulo de la asignatura se impartirá en inglés

(b) el material escrito de toda la asignatura (ejercicios, guiones de prácticas, resúmenes) se distribuirá en idioma inglés

(c) las referencias bibliográficas de la lista inicial y las que se indiquen a lo largo del curso estarán escritas en inglés.


7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante
Descripción
Esta asignatura es de prácticas. Es el alumno el que construye programas y/o los utiliza para resolver los problemas planteados. La mayoría de las sesiones presenciales son delante del ordenador, con trabajo del estudiante supervisado por los profesores. La asignatura se apoya también en un número limitado de clases en aula para cimentar conocimientos teóricos de cálculo numérico o de la física de los gases. Como lenguaje de programación standard en el curso se utilizará IDL (Interactive Data Language), aunque se podrá ofertar python si se acuerda así con los alumnos al principio del curso.

Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante
Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Relación con competencias
Clases teóricas  9.00      9  [CB6], [CB7], [CB10], [CG1], [CE11]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)  27.00      27  [CB6], [CB7], [CB10], [CG1], [CE8], [CE11]
Realización de trabajos (individual/grupal)  18.00      18  [CB6], [CB7], [CB10], [CG1], [CE8], [CE11]
Estudio/preparación clases teóricas     45.00   45  [CB6], [CB7], [CB10], [CG1], [CE11]
Estudio/preparación clases prácticas     45.00   45  [CB6], [CB7], [CB10], [CG1], [CE8], [CE11]
Asistencia a tutorías  6.00      6  [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CE8]
Total horas  60   90   150 
Total ECTS  6 


8. Bibliografía / Recursos
Bibliografía básica


Laney, C.B. (1998): Computational Fluid Dynamics, Cambridge Univ Press

Morton, K.W., Baines, M.J. (1983): Numerical Methods for Fluid Dynamics, Academic Press

Toro, E.F. (1999): Riemann Solvers and numerical methods for fluid dynamics: a practical introduction. Springer Verlag

Otros recursos
Se facilitará a los alumnos programas y plantillas de programas para el desarrollo de las prácticas.


9. Sistema de evaluación y calificación
Descripción
La calificación se obtendrá separadamente para el conjunto de los módulos 1 y 2, por una parte, y del módulo 3, por la otra. La nota conjunta de los módulos 1 y 2 constituirá 2/3 de la calificación final de la asignatura. Las calificaciones se otorgarán atendiendo al resultado de las prácticas plasmados en los programas y código construidos y en los informes de las prácticas.

Estrategia Evaluativa
TIPO DE PRUEBA COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN
Informes memorias de prácticas  [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CE8], [CE11]   Resolución de las tareas planteadas, valorando:
(a) validez, eficiencia, claridad y modularidad de los
códigos numéricos creados por el alumno;
(b) adecuada realización de los experimentos propuestos;
(c) claridad en el análisis físico de los resultados y
(d) buena presentación de texto y figuras. 
 100% 


10. Resultados de Aprendizaje
 Aprendizaje práctico de técnicas de programación (sintaxis, modularización, ejecución). Visualización e interpretación de resultados de modelado numérico. Profundización de conocimientos de dinámica de gases necesarios para entender los fenómenos cósmicos.  


11. Cronograma / calendario de la asignatura
Descripción
 La planificación temporal que sigue se basa en un esquema válido para un grupo promedio de alumnos. Este cronograma se adaptará dependiendo de las especificidades (conocimientos previos de física y astrofísica, de técnicas analíticas y numéricas) de cada grupo particular.
 


Segundo Cuatrimestre
SEMANA Temas Actividades de
enseñanza aprendizaje
Horas
de trabajo
presencial
Horas
de trabajo
autónomo
Total
Semana 1:  modulo 1   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 2:  modulo 1   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 3:  modulo 1   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 4:  modulo 1   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 5:  modulo 1   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 6:  modulo 1   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 7:  modulo 2   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 8:  modulo 2   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 9:  modulo 2   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 10:  modulo 2   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 11:  modulo 3   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 12:  modulo 3   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 13:  modulo 3   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 14:  modulo 3   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semana 15:  modulo 3   clases prácticas y teóricas, realización de prácticas   4.00   6.00   10 
Semanas 16 a 18:              0 
Total horas 60 90 150

Fecha de última modificación: 24-07-2017
Fecha de aprobación: 19-07-2017