Simulação e Modelação Computacional em Engenharia Física
Código
11537
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Física
Créditos
6.0
Professor responsável
José Paulo Moreira dos Santos, Luís Nobre Gonçalves
Horas semanais
3
Total de horas
43
Língua de ensino
Inglês
Objectivos
Obter competências em métodos computacionais e de simulação numérica.
Aplicar métodos computacionais a novos problemas, sabendo implementar sistemas de simulação apropriados, analisar os seus dados e comparar com outros dados experimentais ou teóricos.
Pré-requisitos
Programação em linguagens diversas. Domínio da língua inglesa. Acesso a um computador, tableta ou telemóvel com ligação à Internet. Terceiro ano completo da Licenciatura em Engenharia Física ou formação equivalente.
Conteúdo
0. Introdução à linguagem python na perspectiva das simulações baseadas em agentes. Exemplos de automação celular.
1. Escrita e leitura de ficheiros. Histogramas. Gráficos.
2.Teorema do limite central. Geradores de números aleatórios.
3. Simulação de "Linhas Equipotenciais".
4. Percolação e analogia com fogos florestais.
5. Simulações de Monte Carlo de passeios aleatórios simples, não reversíveis, crescentes e crescentes que se auto-evitam.
6. Ferromagnetismo: modelo de Ising; simulações de Monte Carlo com o modelo de Ising.
7. Algoritmos genéticos: ajustes a dados experimentais.
8. Casos de estudo.
Bibliografia
1."An Introduction to Agent-Based Modeling: Modeling Natural, Social, and Engineered Complex Systems with NetLogo" U. Wilensky, W. Rand (2015)
2."Introduction to Statistical Physics" J. Casquilho, P. Teixeira (2015) QC174.8.CAS
3."Computational Methods in Physics and Engineering" S. Wong (1997) QC52.WON
4."An Introduction to Computer Simulation Methods: applications to physical systems" H. Gould, J. Tobochnik, W. Christian (2006) QC52.GOU
5."Genetic Algorithm Model Fitting", M. Lybanon, K. Messa, in "Practical Handbook of Genetic Algorithms: Complex Coding Systems, Volume III", L. Chambers Ed. (1998)
6."Introduction to Percolation Theory" D. Stauffer, A. Aharony (1994) QC174.85.STA
Método de ensino
Em cada bloco do programa da unidade curricular o docente apresenta uma introdução ao tema e ou métodos. Os alunos implementam de raíz o programa com as características mínimas indicadas pelo docente, obtém resultados e analisam os mesmos. O programa é alterado pelos alunos, com acompanhamento do docente, para irem explorando outros pressupostos e ou métodos de simulação assim como efectuarem análises dos novos resultados. Os alunos apresentam o programa interactivamente ao docente na sala de aula e posteriormente entregam o programa final até à data limite estabelecida no calendário da disciplina.
Método de avaliação
De acordo com o REGULAMENTO DE AVALIAÇÃO DE CONHECIMENTOS DA FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA (aprovado em 7 de Fevereiro de 2017), esta é uma unidade curricular com "Avaliação Laboratorial ou de Projecto".
A avaliação é feita com base em oito trabalhos a entregar por correio electrónico, dos quais sete são "iniciais" e um é "final". Os trabalhos iniciais são também individuais e decorrem até à penúltima semana de aulas de acordo com o calendário da disciplina. O trabalho final é de grupo de dois ou três alunos e tem que ser entregue até às 12h do último dia útil antes da época de exames. No sentido de evitar sobreposições de horário, será marcada uma data de "exame" para efectuar curtas discussões dos trabalhos finais.
Todos os trabalhos serão classificados em sete escalões inteiros de 0 a 6 valores correspondentes respectivamente a "nulo", "mau", "insuficiente", "suficiente", "médio", "bom" e "muito bom".
A classificação final da disciplina é a soma da classificaçao do trabalho final com um terço da soma das classificações dos trabalhos iniciais.
Obtém aprovação quem tiver uma classificação final igual ou superior a vinte e nove terços de valor.