Programa de asignatura

Unidad 1: Introducción al modelado y simulación en la Ciencia e Ingeniería de materiales

    • Modelos
    • Modelado y simulación en Ciencia e Ingeniería de Materiales
      • Escalas
      • Relación procesamiento-estructura-propiedades-desempeño
    • Planteo formal de modelos
      • Ecuaciones diferenciales ordinarias (ODEs)
      • Ecuaciones diferenciales parciales (PDEs)
      • Análisis numérico de ODEs y PDEs
      • Necesidad de métodos computacionales
      • Condiciones de contorno
    • Validez de los modelos
      • Errores y métrica
      • Verificación y validación de modelos
      • Limitaciones de los modelos

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Unidad 2: Técnicas y Herramientas para modelado y simulación

    • Introducción
    • Métodos de resolución
      • Método de diferencias finitas (FDM)
      • Método de elementos finitos (FEM)
      • Método de volúmenes finitos (FVM)
      • Método de elementos de contorno(BEM)
    • Introducción a lenguajes de programación y software comercial
      • Lenguajes y entornos de programación
      • Paquetes de software comercial
        • Software CAD-CAM
        • Software mallado
        • Software FEM
        • Software postprocesamiento
      • Extensibilidad de paquetes comerciales
        • Librerías
        • Rutinas de usuario
        • Definición de elementos/materiales propios

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Unidad 3: Mecánica de materiales

    • Ecuaciones constitutivas
    • Modelos hiperelásticos, elastoplásticos, viscoplásticos, creep
    • Grandes deformaciones
    • Contacto
    • Modelado de daño
    • Casos de uso
      • Conformado de metales
      • Deformación de elastómeros
      • Delaminación de compuestos

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Unidad 4: Transferencia de calor, masa y reacciones químicas

    • Conservación de energía y masa
    • Transformaciones de fase
    • Difusión y reacción de especies químicas
    • Casos de uso
      • Evolución microestructural
      • Tratamientos térmicos
      • Procesamiento de materiales compuestos

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Unidad 5: Mecánica computacional de fluidos

    • Ecuación de Euler y ecuaciones de Navier–Stokes
    • Ecuación de advección-reacción-difusión
    • Estabilización numérica
    • Casos de uso
      • Llenado de moldes
      • Flujo en medios porosos

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Unidad 6: Otras herramientas

    • Redes neuronales - Identificación de patrones
      • Caso de uso: Identificación de mecanismos de daño en materiales compuestos evaluados por emisión acústica
    • Algoritmos genéticos - Optimizaión y diseño de materiales
      • Caso de uso: Diseño de materiales con múltiples propiedades objetivo
    • Método de Monte Carlo: Procesos estocásticos
      • Caso de uso: Crecimiento de películas delgadas

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