Disciplina

Modelação em Engenharia de Materiais

Área

Área Científica de Projecto Mecânico e Materiais Estruturais > Materiais Estruturais

Activa nos planos curriculares

MEM 2017 > MEM 2017 > 2º Ciclo > Modelação em Engenharia de Materiais

Nível

A metodologia de ensino basear se á na transferência de conceitos teóricos e práticos através da utilização intensiva de aulas de demonstração e trabalhos experimentais. Avaliação: 50% da classificação do exame final (nota mínima: 9,5) + 20% da classificação dos trabalhos práticos, cobrindo aspectos gerais das várias técnicas descritas + 30% da classificação do trabalho final (miniprojecto), envolvendo o uso aprofundado de uma técnica de simulação

Tipo

Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

3.0 h/semana

1.5 h/semana

105.0 h/semestre

Objectivos

O aluno deverá adquirir competências: na modelação de fenómenos e processos em Ciência e Engenharia de Materiais; em métodos de modelação; em programação avançada e na utilização de software especializado; no desenvolvimento e utilização de modelos matemáticos como ferramenta de projeto e de compreensão das interrelações entre processamento, estrutura, propriedades e comportamento dos materiais.

Programa

1. Introdução à modelação em ciência e engenharia de materiais. Definição de modelo. Modelação e simulação. Simplificação de modelos e análise de escalas (scaling). 2. O método das diferenças finitas. Estabilidade das soluções numéricas. Malhas. O método do volume finito. Software. 3. O método dos elementos finitos. Introdução. Resolução de problemas unidimensionais de valores de fronteira. Formulação fraca de Galerkin. Elementos unidimensionais. Conectividade. Problemas bidimensionais. Elementos lineares e quadráticos. Malha. Problemas tridimensionais. Software comercial e GPL. 4. Modelação atomística. Introdução. Mecânica molecular e métodos abinitio. MonteCarlo, dinâmica molecular, HartreeFock, teoria de densidade funcional. Algoritmos de dinâmica molecular. 5. Autómatos celulares. Redes neuronais. Tipos de regras de configuração: modelos de Schrandt e de Ulam. O jogo Life. 6. Tópicos avançados. Programação C. Optimização e problemas inversos. Seminários.

Metodologia de avaliação

A metodologia de ensino basear se á na transferência de conceitos teóricos e práticos através da utilização intensiva de aulas de demonstração e trabalhos experimentais. Avaliação: 50% da classificação do exame final (nota mínima: 9,5) + 20% da classificação dos trabalhos práticos, cobrindo aspectos gerais das várias técnicas descritas + 30% da classificação do trabalho final (miniprojecto), envolvendo o uso aprofundado de uma técnica de simulação

Bibliografia

Principal

Computational Materials Science: The Simulation of Materials, Microstructures and Properties

D. Raabe

1998

Wiley VCH: Weinheim, New York


Computer Simulation of Liquids

M.P. Allen and D.J. Tildesley

1989

Oxford Science Publications, Oxford


Numerical Modeling in Materials Science and Engineering

Michel Rappaz, Michel Bellet, Michel Deville

2002

Springer Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co.


University library system online catalog

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2016

http://bibliotecas.utl.pt:


An Introduction to the Finite Element Method

J.N. Reddy

1985

McGrawHill


Understanding molecular simulation: from algorithms to applications

D. Frenkel and B. Smit

2002

Academic Press, San Diego - 2nd edition