
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, Yuri Fonseca da Silva Nunes
Horas semanais
3
Total de horas
42
Língua de ensino
Português
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
Métodos
- Regras para integração numérica (uni e multidimensional).
- Variáveis aleatórias. Distribuições discretas.
- Monte Carlo para integração numérica (uni e multidimensional)
- Métodos redução variância (opção)
- Métodos diferenças finitas e análise de estabilidade
- Equação difusão (resolução numérica)
- Regressões lineares
- Modelos auto-regressivos de médias móveis (opção)
- Análise de componentes principais
Ferramentas
- Utilização das linguagens R e/ou Python para análise, modelação e visualização de dados.
- Compilação de funções em bibliotecas dinâmicas em C++ e/ou C#, para cálculo de alta performance e integração com R e/ou Python e/ou VBA.
- Integração com bases de dados sequenciais (MySQL e/ou MS-SQL) (opção)
- Utilização VBA para integração do Excel com R e/ou Python.
Bibliografia
"An Introduction to Agent-Based Modeling: Modeling Natural, Social, and Engineered Complex Systems with NetLogo" U. Wilensky, W. Rand (2015)
"Introduction to Statistical Physics" J. Casquilho, P. Teixeira (2015) QC174.8.CAS
"Computational Methods in Physics and Engineering" S. Wong (1997) QC52.WON
"An Introduction to Computer Simulation Methods: applications to physical systems" H. Gould, J. Tobochnik, W. Christian (2006) QC52.GOU
"Genetic Algorithm Model Fitting", M. Lybanon, K. Messa, in "Practical Handbook of Genetic Algorithms: Complex Coding Systems, Volume III", L. Chambers Ed. (1998)
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 16 de janeiro de 2018), esta é uma unidade curricular com "Avaliação Laboratorial ou de Projeto". Efetuada com base na realização de trabalhos práticos laboratoriais, de projeto ou de resolução de problemas, e seus relatórios e/ou respetivos testes, realizados individualmente ou em grupo, e sua discussão, caso exista;
A avaliação é feita com base em trabalhos a entregar.
Os trabalhos para avaliação serão efetuados no horário das aulas com supervisão do docente.
Serão efetuados 4 trabalhos (individuais ou em grupo) durante o semestre, no horário da aula. Desses trabalhos, 3 contarão para a avaliação.
A nota de cada trabalho (0 a 20, arredondada as unidades) será individual e terá em conta a performance do aluno durante a execução do trabalho no laboratório, o trabalho entregue (relatório, código, simulação etc ... ) e respostas do aluno as perguntas efetuadas pelo docente.
A nota final (0 a 20) será uma média ponderada das 3 notas obtidas pelos alunos nos trabalhos. O aluno deverá ter nota final superior a 10 valores para obter aprovação.
Alunos com 2 trabalhos entregues e que estejam abrangidos nalgum estatuto especial ou que tenham justificação por ter faltado algum trabalho. Será marcada uma aula de reposição no fim semestre para execução de um trabalho de substituição.
Alunos com menos de 2 trabalhos entregues ficam automaticamente reprovados.