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Métodos Numéricos e Física Computacional

Código 13328
Ano 1
Semestre S2
Créditos ECTS 10
Carga Horária OT(30H)/TP(30H)
Área Científica Física e Matemática
Tipo de ensino Presencial e tutorial
Estágios Não aplicável
Objectivos de Aprendizagem O objetivo da UC é o de familiarizar os alunos com os recursos e práticas atualmente utilizados na abordagem
computacional de problemas científicos.
No final desta UC, o aluno deve demonstrar ser capaz de:
- identificar problemas passíveis de resolução computacional e escolher formulações numéricas apropriadas
a essa resolução;
- implementar abordagens computacionais a problemas científicos em ambientes modernos, incluindo
sistemas multiprocessador, agregados de computadores e sistemas distribuídos (cloud computing).
Conteúdos programáticos a). Métodos numéricos
Equações diferenciais em Física
Diferenças finitas
Elementos finitos
Volumes finitos
Função base e estimativa de erro
Problemas estacionários: equações elípticas
Métodos numéricos e algoritmos: equação de difusão
Métodos numéricos e algoritmos: equações hiperbólicas
b). Computação científica
Sistemas de gestão de versões (git)
Breve introdução à linguagem C/C++
Interfaces entre programas escritos em linguagens compiladas e interpretadas (C/Matlab, C/Python)
Computação paralela em C/C++: OpenMP e MPI
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação A realização de um trabalho e a discussão das matérias permitem uma aprendizagem eficiente neste nível de ensino. A unidade curricular tem a duração de um semestre. A orientação tutória é organizada de modo a permitir a aquisição gradual de conhecimentos e competências. A duração e a estrutura desta unidade curricular são similares àquelas adotadas em unidades curriculares equivalentes de outras Universidades Portuguesas e Europeias.

A avaliação na UC é feita com base num trabalho a realizar pelo aluno, com apresentação oral e discussão.
Bibliografia principal B Chapman, G Jost, Rvd Pas 2008 Using OpenMP - Portable Shared Memory Parallel Programming, The
MIT Press
W Gropp, E Lusk, A Skjellum 2014 Using MPI: Portable Parallel Programming with the Message-Passing
Interface 3ed, The MIT Press
RJ LeVeque 2004 Finite-Volume Methods for Hyperbolic Problems, Cambridge Univ.Press
DL Logan 2012 A first course in the finite element method 5ed, Cengage Learning
J Pitt-Francis, J Whiteley 2012 Guide to Scientific Computing in C++, Springer
S Sirca, M Horvat 2012 Computational Methods for Physicists – Compendium for Students, Springer
G Wilson et al 2014 Best Practices for Scientific Computing (PLoS Biol 12, No. 1, e1001745)
Língua Português
Data da última atualização: 2022-06-11
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