Créditos ECTS Créditos ECTS: 3
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 51 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 9 Clase Interactiva: 12 Total: 75
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Matemática Aplicada
Áreas: Matemática Aplicada
Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Convocatoria: Primer semestre
Docencia: Sin docencia (Extinguida)
Matrícula: No matriculable | 1ro curso (Si)
El objetivo de esta materia es la simulación numérica de modelos matemáticos complejos que representen los aspectos fundamentales de problemas reales en ingeniería química y, en particular, de aquellos relacionados con los fenómenos de transporte, tanto en estado estacionario como no estacionario.
Los contenidos de la materia son los contemplados de forma general en la memoria del Máster en Ingeniería Química y Bioprocesos:
Análisis de las ecuaciones desarrolladas y propuestas en la materia de “Modelización mediante fenómenos de transporte”. Contenidos conceptuales básicos para la resolución por métodos numéricos. Resolución de las ecuaciones planteadas: unidireccional, bidireccional, tridireccional, estacionario y no estacionario; otros. Análisis e interpretación de los resultados. Aplicación a casos particulares de interés en Ingeniería Química.
Dichos contenidos se coordinarán con los de la materia Fenómenos de Transporte de modo que los ejemplos que se aborden se hayan estudiado previamente desde el punto de vista teórico en esta materia. Se articularán en torno a cuatro ejes principales
• Introducción a los métodos numéricos.
• Simulación numérica de fenómenos relacionados con la transferencia de cantidad de movimiento.
• Simulación numérica de fenómenos relacionados con el transporte de energía.
• Simulación numérica de fenómenos relacionados con el transporte de materia.
Además, dichos contenidos intentarán adaptarse al perfil de los alumnos que se matriculen en el máster, teniendo en cuenta que, en muchos casos, no habrán cursado ninguna materia de métodos numéricos. Es por ello que se hará uso de paquetes de software como Matlab y Comsol.
Bibliografía básica
• COMSOL Multiphysics User’s Guide. Disponible en línea https://www.comsol.com/
• Apuntes de teoría y ejercicios de la materia "Modelización mediante fenómenos de transporte" del Máster en Ingeniería Química y Bioprocesos.
Bibliografía complementaria
• BIRD, R.B., STEWART, W.E., LIGHTFOOT, E.N., Fenómenos de Transporte. Ed. castellano Barcelona, Reverté, 1982. ISBN 84-291-7050-2
• BIRD, R.B., STEWART, W.E.,LIGHTFOOT, E.N., Transport Phenomena, 2nd ed. New York, John Wiley & Sons, 2007. ISBN 0-471-41077-2
• BEERS, K.J., Numerical Methods for Chemical Engineering. Applications in Matlab. New York Cambridge University Press, 2007. ISBN-13978-0-521-85971-4
• CUTLIP, M. SHACHAM, M. Problem solving in Chemical Engineering with Numerical Methods. Prentice Hall, 2000. ISBN-10: 0138625662
• DOBRE, T.G. , SANCHEZ MARCANO, J.G. , Chemical Engineering: Modelling, Simulation and Similitude, Wiley-VCH, 2007. ISBN: 9783527306077
• FINLAYSON, B. A., Introduction to chemical engineering computing, USA, John Wiley & Sons, 2006. ISBN-10: 0-471-74062-4
• QUINTELA, P., Métodos numéricos en ingeniería. Tórculo Edicións, 2001. ISBN 84-8408-1710
• QUARTERONI, A. - SALERI, F., Cálculo científico con Matlab y Octave. Springer-Verlag Mailand, 2006. ISBN 978-88-470-0504-4
• RICE, R. G., Do, D., Applied Mathematics and Modelling for Chemical Engineers, 2nd Ed., John Wiley & Sons, 2012. ISBN-10: 1118024729
Las competencias son las que se especifican en la memoria del título
• Competencias básicas y generales: CB7, CB9, CB10, CG2, CG7, CG9
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 (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
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.
CG7 - Aplicar conocimientos de matemáticas, física, química, biología y otras ciencias naturales, obtenidos mediante estudio, experiencia, y práctica, con razonamiento crítico para establecer soluciones viables económicamente a problemas técnicos.
CG9 - Saber establecer modelos matemáticos y desarrollarlos mediante la informática apropiada, como base científica y tecnológica para el diseño de nuevos productos, procesos, sistemas y servicios, y para la optimización de otros ya desarrollados.
• Competencias transversales: CT1, CT2, CT4
CT1 - Desarrollar capacidades asociadas al trabajo en equipo: cooperación, liderazgo, saber escuchar. Liderar y definir equipos multidisciplinares capaces de resolver cambios técnicos y necesidades directivas en contextos nacionales e internacionales.
CT2.- Adaptarse a los cambios, siendo capaz de aplicar tecnologías nuevas y avanzadas y otros progresos relevantes, con iniciativa y espíritu emprendedor.
CT4.- Capacidad analítica, crítica y de síntesis.
• Competencias específicas: CE4, CE6, CE7
CE4.- Capacidad para aplicar el método científico y los principios de la ingeniería y economía, para formular y resolver problemas complejos en procesos, equipos, instalaciones y servicios, en los que la materia experimente cambios en su composición, estado o contenido energético, característicos de la industria química y de otros sectores relacionados entre los que se encuentran el farmacéutico, biotecnológico, materiales, energético, alimentario o medioambiental.
CE6.- Diseñar productos, procesos, sistemas y servicios de la industria química, así como la optimización de otros ya desarrollados, tomando como base tecnológica las diversas áreas de la ingeniería química, comprensivas de procesos y fenómenos de transporte, operaciones de separación e ingeniería de las reacciones químicas, nucleares, electroquímicas y bioquímicas.
CE7.- Conceptualizar modelos de ingeniería, aplicar métodos innovadores en la resolución de problemas y aplicaciones informáticas adecuadas, para el diseño, simulación, optimización y control de procesos y sistemas.
Escenario 1 (normalidad adaptada):
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La materia tiene asignados 3 créditos ECTS que se desarrollarán a lo largo de 6 horas clases expositivas, 20 h de clases de ordenador y 1 hora de tutorías en grupo por alumno. Se hará uso del Campus Virtual de la USC.
Dada la distribución de horas, la materia tendrá un carácter eminentemente práctico pero sin perder de vista los fundamentos básicos de los métodos numéricos empleados.
Para cada uno de los ejemplos considerados se hará una breve descripción del problema real subyacente y el modelo matemático utilizado para abordarlo (estudiados previamente en la materia de Fenómenos de Transporte), así como las simplificaciones adoptadas para abordar su resolución numérica. A continuación, se hará una descripción práctica del método o métodos numéricos a utilizar y se procederá a su resolución por medio del paquete de software Comsol Multiphysics. Puntualmente, puede utilizarse el Matlab. Finalmente, se efectuará un análisis crítico de los resultados obtenidos que permita, además, validar los modelos. En los ejemplos propuestos a los alumnos, estos deberán, además, redactar un pequeño informe con los resultados obtenidos y las conclusiones derivadas de los mismos.
Durante todas estas actividades, y dado el carácter eminentemente práctico de las clases, se pretende que los alumnos desarrollen las competencias CB7, CB10, CG2, CG7, CG9, CT2 CT4, CE4, CE6 y CE7.
Además de las competencias anteriores, en la elaboración del trabajo en grupo obligatorio se espera que los alumnos alcancen las competencias CB9, CT1, y CT4.
Escenario 2 (distanciamiento):
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Las clases expositivas se desarrollarán de modo síncrono a través de la plataforma MS Teams. Las clases prácticas en el aula de informática se realizarán de modo presencial si la limitación de capacidad y normas de distanciamiento dictada por las autoridades sanitarias lo permite; de lo contrario, se seguirán las instrucciones del centro. Las tutorías serán virtuales.
Escenario 3 (cierre de las instalaciones):
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La enseñanza será no presencial. Las clases se desarrollarán de modo síncrono utilizando los medios telemáticos puestos a disposición por la USC y la Comisión Académica del Máster (MSTeams o similar, Teamviewer, licencias de Comsol para que los estudiantes puedan trabajar de modo no presencial, etc).
La tutoría de grupo en caso de escenario 1 será presencial y en caso de los Escenarios 2 y 3 será telemática síncrona.
Escenario 1 (normalidad adaptada):
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Se efectuará un seguimiento del aprendizaje de los estudiantes mediante la realización de actividades, trabajos o resolución de problemas de forma individual y/o por grupo. En particular, se realizará un trabajo obligatorio en grupo, conjunto con la asignatura de Modelización mediante fenómenos de transporte que consitirá en aplicar los balances microscopicos de materia, energia y cantidad de movimienteo a un proceso industrial real y su simulación mediante el software Comsol Multiphysics. El trabajo se presentará y defenderá en la tutoría de grupo en la fecha marcada oficialmente en el calendario.
Asimismo, los estudiantes realizarán un examen con cuestiones fundamentalmente prácticas que permitirá individualizar la calificación final.
Distribución de la calificación:
1. Examen: 60%
2. Trabajos/actividades/memorias de prácticas: 35%
3. Tutorías/Informe del profesor 5%
Dado el caracter eminentemente práctico de lamateria, las competencias detalladas en el apartado de Competencias se encuentra estrechamente ligadas e integradas en cada uno de los tres apartados anteriores con vistas a su evaluación. En particular, las competencias CB7, CB10, CG2, CG7, CG9, CT2 CT4, CE4, CE6 y CE7 se evaluarán tanto en el examen como en los trabajos realizados en las clases prácticas.
Las competencias CB9, CT1, y CT4 se evaluarán durante la exposición oral del trabajo obligatorio en grupo.
Las calificaciones obtenidas en los apartados 2 y 3 se conservarán para cada una de las oportunidades de examen de que dispone el alumno a lo largo del curso, pero no para matrículas en cursos posteriores. Es obligatoria la asistencia a, al menos, un 80% de las clases prácticas. Los alumnos repetidores seguirán el mismo sistema de evaluación que los alumnos matriculados por primera vez.
Escenarios 2 y 3 (distanciamiento y cierre de las instalaciones, respectivamente):
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El sistema de evaluación será el mismo que en el escenario 1, con la única diferencia de que las actividades de evaluación se realizarán dependiendo de las normas dictadas por el centro, o bien presencialmente en el aula o bien en remoto mediante los medios telemáticos disponibles en la USC.
En cualquiera de los escenarios, para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas serán de aplicación la Normativa de avaliación de rendición académica dos estudios e de revisión de cualificaciones.
Tiempo de estudio y trabajo personal
Actividad: HP HTA ECTS
Clases magistrales: 6,0 6,0 0,48
Aula informática: 20,0 23,0 1,72
Tutorías grupo: 1,0 4,0 0,20
Subtotal: 27,0 33,0 2,40
TI 1,0 4,0 0,20
Examen y revisión: 2,0 8,0 0,40
Total: 30,0 45,0 3,0
HP: horas presenciales
HTA: horas de trabajo del alumno
ECTS: créditos ECTS
TI: tutorías individualizadas
Class attendance and active participation.
Las materias “Modelización mediante fenómenos de transporte” y “Simulación con métodos
numéricos” están interrelacionadas, por lo que se tratará de coordinar las actividades
propuestas en ambas materias.
Las clases se impartirán en castellano o gallego, indiferentemente, dependiendo de la procedencia del alumnado. Si fuese preciso, se responderán dudas en inglés a los alumnos extranjeros.
Plan de contingencia para la adaptación de esta guía al documento Bases para el desarrollo de una docencia presencial segura en el curso 2020-2021, aprobado por el Consello de Goberno da USC en sesión ordinaria celebrada el día 19 de junio de 2020. En particular, se describen los apartados de Metodología y Evaluación en los escenarios 2 y 3. Estos cambios para adaptarse a la normativa dictada por la USC se tendrán en cuenta a efectos de futuros procesos de seguimiento y acreditación.
Metodología de la enseñanza
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Escenario 2 (distanciamiento):
Las clases expositivas se desarrollarán de modo síncrono a través de la plataforma MS Teams. Las clases prácticas en el aula de informática se realizarán de modo presencial si la limitación de capacidad dictada por las autoridades sanitarias lo permite; de lo contrario, se seguirán las instrucciones del centro. Las tutorías serán virtuales.
Escenario 3 (cierre de las instalaciones):
La enseñanza será no presencial. Las clases se desarrollarán de modo síncrono utilizando los medios telemáticos puestos a disposición por la USC y la Comisión Académica del Máster (MSTeams o similar, Teamviewer, licencias de Comsol para que los estudiantes puedan trabajar de modo no presencial, etc).
La tutoría de grupo en caso de escenario 1 será presencial y en caso de los Escenarios 2 y 3 será telemática síncrona.
Evaluación
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Escenarios 2 y 3 (distanciamiento y cierre de las instalaciones, respectivamente):
El sistema de evaluación será el mismo que en el escenario 1, con la única diferencia de que las actividades de evaluación se realizarán dependiendo de las normas dictadas por el centro, o bien presencialmente en el aula o bien en remoto mediante los medios telemáticos disponibles en la USC.
Maria Dolores Gomez Pedreira
Coordinador/a- Departamento
- Matemática Aplicada
- Área
- Matemática Aplicada
- Teléfono
- 881813186
- Correo electrónico
- mdolores.gomez [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidad
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula A5 |
| Jueves | |||
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula A5 |
| 12.01.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLIL_01 | Aula de Informática I1 |
| 12.01.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula de Informática I1 |
| 12.01.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula de Informática I2 |
| 12.01.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLIL_01 | Aula de Informática I2 |
| 28.06.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A8 |
| 28.06.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLIL_01 | Aula A8 |