Disciplina
Modelação em Engenharia de Materiais
Área
Área Científica de Projecto Mecânico e Materiais em Engenharia > Materiais Estruturais
Activa nos planos curriculares
MEM 2017 > MEM 2017 > 2º Ciclo > Modelação em Engenharia de Materiais
MEMat 2021 > MEMat 2021 > 2º Ciclo > Área Principal > 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
Pré-requisitos
Componente Laboratorial
Princípios Éticos
Componente de Programação e Computação
Componente de Competências Transversais
Bibliografia
Principal
Computational Materials Science: The Simulation of Materials, Microstructures and Properties
Computer Simulation of Liquids
Oxford Science Publications, Oxford
Numerical Modeling in Materials Science and Engineering
Michel Rappaz, Michel Bellet, Michel Deville
Springer Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co.
University library system online catalog
An Introduction to the Finite Element Method
Understanding molecular simulation: from algorithms to applications
Academic Press, San Diego - 2nd edition