Técnicas de Simulación Numérica
(Curso Académico 2020 - 2021)
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1. Datos descriptivos de la asignatura
  • Código: 275461221
  • Centro: Escuela de Doctorado y Estudios de Postgrado
  • Lugar de impartición: Facultad de Ciencias. Sección de Física
  • Titulación: Máster Universitario 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: Segundo cuatrimestre
  • Créditos ECTS: 6,0
  • Modalidad de impartición: Presencial
  • Horario: Ver horario
  • Dirección web de la asignatura: Ver web de la asignatura
  • Idioma: Castellano e inglés
2. Requisitos para cursar la asignatura
3. Profesorado que imparte la asignatura

Profesor/a Coordinador/a: CHRIS BROOK

General:
Nombre:
CHRIS
Apellido:
BROOK
Departamento:
Astrofísica
Área de conocimiento:
Astronomía y Astrofísica
Grupo:
G1 (único)
Contacto:
Teléfono 1:
680375580
Teléfono 2:
922 605 200 5765
Correo electrónico:
chbrook@ull.es
Correo alternativo:
cbabrook@gmail.com
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Observaciones:
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Martes 15:00 17:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B oficina personal piso 3
Todo el cuatrimestre Jueves 15:00 17:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B oficina personal piso 3
Todo el cuatrimestre Miércoles 15:00 17:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B oficina personal piso 3
Observaciones:

Profesor/a: ISAAC ALONSO ASENSIO

General:
Nombre:
ISAAC
Apellido:
ALONSO ASENSIO
Departamento:
Astrofísica
Área de conocimiento:
Astronomía y Astrofísica
Grupo:
Contacto:
Teléfono 1:
Teléfono 2:
Correo electrónico:
isaacaa@iac.es
Correo alternativo:
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Martes 17:00 19:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B CCA
Observaciones:
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Martes 17:00 19:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B CCA
Observaciones:
4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
  • Bloque formativo al que pertenece la asignatura: Especialidad en Teoría y Computación
  • Perfil profesional:
5. Competencias

Competencia Específicas

  • CE8 - Saber programar, al menos, en un lenguaje relevante para el cálculo científico en Astrofísica
  • CE11 - Saber utilizar la instrumentación astrofísica actual (tanto en observatorios terrestres como espaciales) especialmente aquélla que usa la tecnología más innovadora y conocer los fundamentos de la tecnología utilizada

Competencias Generales

  • 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

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

Exclusiva de la Especialidad de Teoría y Computación

  • CX2 - Aplicar los conocimientos de informática, Física, Astrofísica y computación para construir simulaciones numéricas de fenómenos o escenarios astrofísicos
6. Contenidos de la asignatura

Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura

Profesor: Dr. Christopher B. A. Brook
Módulo 1: Repaso de principios de 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.
 
Módulo 2:  Esquemas y códigos numéricos. Convergencia y estabilidad de un código numérico; Práctica: Simular la estructura a gran escala del universo. Medir el agrupamiento calculando la función de correlación de dos puntos, primero utilizando los métodos de "fuerza bruta" y luego tomando la transformada de Fourier del campo de densidad..

Profesor: Isaac Alonso-Asensio
Módulo 3: Conceptos elementales. Ecuaciones de los gases. Discretización de las ecuaciones mediante diferencias finitas.  Forma conservativa de las ecuaciones de los gases; criterio CFL. Práctica: construcción de un código unidimensional para resolver las ecuaciones de los gases y aplicación básica.


 

Actividades a desarrollar en otro idioma

(a) Los módulos 1 y 2 de la asignatura se impartirán 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.
 
(d) Se ha de tener en cuenta que las habilidades lingüísticas requeridas son bajas, ya que el curso es principalmente práctico.
7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante

Descripción

Esta asignatura es de prácticas. Es cada estudiante quien 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 estándar se usará Python.
 
 

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 0,00 9,0 [CB7], [CG1], [CE11]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio) 27,00 0,00 27,0 [CB7], [CB10], [CG1], [CE8], [CE11], [CX2]
Realización de trabajos (individual/grupal) 18,00 0,00 18,0 [CB7], [CG1], [CE8], [CE11], [CX2]
Estudio/preparación de clases teóricas 0,00 45,00 45,0 [CB7], [CG1], [CE11]
Estudio/preparación de clases prácticas 0,00 45,00 45,0 [CB7], [CG1], [CE8], [CE11], [CX2]
Realización de exámenes 0,00 0,00 0,0 [CB8], [CB10], [CX2]
Asistencia a tutorías 6,00 0,00 6,0 [CB6], [CB7], [CG1], [CE8]
Total horas
Total ECTS
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




 
 

Bibliografía complementaria

Otros recursos

Se facilitarán 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, 2, 3. La nota conjunta de los módulos constituye la calificación final de la asignatura. Las calificaciones se otorgarán atendiendo a los resultados 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
Pruebas objetivas  
 
0,00 %
Pruebas de respuesta corta  
 
0,00 %
Pruebas de desarrollo  
 
0,00 %
Trabajos y proyectos  
 
0,00 %
Informes memorias de prácticas [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CE8], [CE11], [CX2] 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.
 
100,00 %
Pruebas de ejecuciones de tareas reales y/o simuladas  
 
0,00 %
Escalas de actitudes  
 
0,00 %
Técnicas de observación  
 
0,00 %
Portafolios  
 
0,00 %
10. Resultados de Aprendizaje
Esta asignatura proporciona al alumno las técnicas necesarias para realizar modelado numérico básico de fenómenos físicos de importancia en astrofísica a la vez que refuerza los conocimientos físicos fundamentales sobre el cosmologia, y comportamiento de los gases. En el marco de la asignatura los alumnos usan un código para la formación de galaxias y estructura a gran escala, y desarrollan ellos mismos, a partir de una plantilla, un código numérico que resuelve las ecuaciones de los gases compresibles. Por tanto, también se lleva a cabo entrenamiento en las técnicas de programación, usando un lenguaje de alto nivel de uso extendido hoy en día.
 
11. Cronograma / calendario de la asignatura

Descripción

The temporal planning that follows is based on a valid scheme for an average group of students. This schedule will be adapted depending on the specificities (previous knowledge of physics and astrophysics, of analytical and numerical techniques) of each particular group.
 

Segundo cuatrimestre

Semana Temas Actividades de enseñanza aprendizaje Horas de trabajo presencial Horas de trabajo autónomo Total
Semana 1: Module 1
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 2: Module 1
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 3: Module 1
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 4: Module 1
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 5: Module 1
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 6: Module 1
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 7: Module 2
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 8: Module 2
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 9: Module 2
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 10: Module 2
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 11: Module 3
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 12: Module 3
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 13: Module 3
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 14: Module 3
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Semana 15 a 17: Module 3
 
Practical and theoretical classes, internship
 
4.00 6.00 10.00
Total 60.00 90.00 150.00
Fecha de última modificación: 24-07-2020
Fecha de aprobación: 24-07-2020

1. Datos descriptivos de la asignatura
  • Código: 275461221
  • Titulación: Máster Universitario en Astrofísica
  • Curso: 1
  • Duración: Segundo cuatrimestre
3. Tutorías no presenciales
CHRIS BROOK
General:
Nombre:
CHRIS
Apellido:
BROOK
Departamento:
Astrofísica
Área de conocimiento:
Astronomía y Astrofísica
Contacto:
Teléfono 1:
680375580
Teléfono 2:
922 605 200 5765
Correo electrónico:
chbrook@ull.es
Correo alternativo:
cbabrook@gmail.com
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora inicialHora finalTipo de tutoríaMedio o canal de comunicación
Observaciones:
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora inicialHora finalTipo de tutoríaMedio o canal de comunicación
Todo el cuatrimestre Martes 12:00 14:00 online
Todo el cuatrimestre Miércoles 12:00 14:00 online
Todo el cuatrimestre Jueves 12:00 14:00 online
Observaciones:

ISAAC ALONSO ASENSIO
General:
Nombre:
ISAAC
Apellido:
ALONSO ASENSIO
Departamento:
Astrofísica
Área de conocimiento:
Astronomía y Astrofísica
Contacto:
Teléfono 1:
Teléfono 2:
Correo electrónico:
isaacaa@iac.es
Correo alternativo:
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora inicialHora finalTipo de tutoríaMedio o canal de comunicación
Todo el cuatrimestre Martes 17:00 19:00
Observaciones:
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora inicialHora finalTipo de tutoríaMedio o canal de comunicación
Todo el cuatrimestre Martes 17:00 19:00
Observaciones:


7. Metodología no presencial

La asignatura se desarrolla a través del Campus Virtual de la ULL, haciendo uso de las diversas herramientas que posibilita dicho medio, combinando actividades formativas sincrónicas (conexión en tiempo real profesor-estudiante) y de carácter interactivo con otras asíncronas.

Las actividades formativas que se desarrollan son las siguientes:

Actividades formativas no presenciales

Actividades formativas
Sesiones virtuales/clases en línea del profesor/a (Equivalencia con GD: Clases teóricas)
Inclusión de documentación sobre cada tema (Equivalencia con GD: Estudio autónomo, preparación clases teóricas/prácticas, etc.)
Resolución de ejercicios y problemas (Equivalencia con GD: Clases prácticas. Preparación de trabajos)
Tutorías (Equivalencia con GD: Asistencia a Tutoría)

Comentarios adicionales

9. Sistema de evaluación y calificación no presencial

Las pruebas evaluativas a realizar y su ponderación en la calificación es la siguiente:

Estrategia Evaluativa

Tipo de prueba Ponderación
Informes/Memorias/Trabajos/Proyectos individuales o grupales 100,00 %
Total 100,0 %

Comentarios adicionales

La evaluación consta de tres proyectos, cada uno de ellos implica escribir un código para resolver un problema y luego entregar un informe de alrededor de 10 páginas.
Fecha de última modificación: 24-07-2020
Fecha de aprobación: 24-07-2020