Modelação Computacional de Materiais

Caracterização geral

Pré-requisitos

Possuir conhecimentos básicos de Matemática, Ciência dos Materiais e de Computação (não restritivo).

Bibliografia

• Steven C. Chapra, Applied numerical methods with MATLAB for engineers and scientists, 4ª ed., Mc-Graw Hill, New York, 2018

• Desmond J. Higham & Nicholas J. Higham,  Matlab guide, 2ª ed., SIAM, Philadelphia, 2005

• Steven C. Chapra & Raymond P. Canale, Numerical methods for engineers, 2ª ed., Mc-Graw Hill, New York, 1988 (edição mais recente 7ª ed)

• John H. Mathews & Kurtis D. Fink, Numerical methods : using MATLAB, 4ª ed., Pearson, New Jersey, 2004

Método de ensino

Aulas em sala com computadores (um computador por aluno) e datashow.

 

Apresentação inicial da teoria seguida de exemplos de aplicação.

 

Resolução autónoma de fichas de trabalho no final da aula.

 

Software utilizado:

- Visual Basic for Applications (VBA/excel).

- MatLab/Octave.

Método de avaliação

 Frequência

Elementos de avaliação

Classificação do Projecto (NP)

Assiduidade (As)

 

Obtenção de frequência

NP >= 9,5

As >= 2/3 das aulas TP

 

Avaliação contínua (AC)

Elementos de avaliação

Classificação do 1º Teste (T1)

Classificação do 2º Teste (T2)

Classificação do Projecto (NP)

 

Condições de aprovação com dispensa de exame

MT = (T1+T2)/2 >= 9,5

NP >= 9,5

 

Classificação Final por AC (NF)

NF = 70% MT + 30% NP

 

Exame

Elementos de avaliação

Classificação do Exame (NE)

Classificação do Projecto (NP)

 

Condições de aprovação por exame

NE >= 9,5

NP >= 9,5

 

Classificação Final por exame (NF)

NF = 70% NE + 30% NP

 

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Notas Finais:

Em qualquer prova de avaliação (teste ou exame) pode ser requerida pelos docentes uma prova complementar oral para clarificação de conhecimentos ou defesa de nota.

Conteúdo

Parte I a – Introdução ao VBA
    - O Excel como folha de cálculo. Funções "excel".
    - O ambiente VBA (Visual Basic for Applications) para excel.
    - Variáveis, constantes, procedimentos e funções. Tipos e natureza das variáveis.
    - Troca de dados entre o programa e as folhas de excel.
    - Funções nativas VBA e acesso às funções do excel
    - Controlo de fluxo: Instruções de controlo simples e compostas.
    - Manipulação e formatação de texto. Funções de texto.
    - Matrizes e Arrays. Operações matriciais usando funções do excel.
    - Operações com ficheiros. Gravação e leitura.
    - Execução de programas externos.
    - Eventos
    - Gráficos
    - Interfaces gráficas para o utilizador (forms)

Parte I b – Introdução ao MatLab/Octave
    - O ambiente MatLab/Octave
    - Variáveis, constantes, operadores e funções. Tipos de variáveis.
    - Matrizes e Arrays. Operações matriciais e não matriciais. Estruturas de dados.
    - Texto e gráficos.
    - Operações com ficheiros. Gravação e leitura de variáveis.
    - Controlo de fluxo: Instruções de controlo simples e compostas.
    - Scripts e Functions
    - Interfaces gráficas criadas pelo utilizador (GUIs)

Parte II – Computação científica
    - Ajuste de curvas a pontos experimentais
    - Análise de Fourier
    - Raizes e extremos relativos
    - Sistemas lineares
    - Integração numérica
    - Diferenciação numérica
    - Equações diferenciais ordinárias – prob. de valor inicial
    - Equações diferenciais ordinárias – prob. de condições fronteira
    - Métodos de Monte Carlo e dinâmica molecular: introdução básica

 

Exemplos de aplicação – Projecto final

 

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: