Guía docente de Métodos Computacionales en Física No Lineal (M53/56/2/25)

Curso 2022/2023
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 16/07/2022

Máster

Máster Universitario en Física y Matemáticas - Fisymat

Módulo

Módulo IV : Física Teórica y Matemática

Rama

Ciencias

Centro Responsable del título

International School for Postgraduate Studies

Semestre

Segundo

Créditos

6

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • Luis Manuel Díaz Angulo
  • Pablo Ignacio Hurtado Fernández
  • Juan Miguel Nieves Pamplona

Tutorías

Luis Manuel Díaz Angulo

Email
Anual
  • Martes 10:00 a 13:00 (Desp. 108, 2ª Planta)
  • Jueves 10:00 a 13:00 (Desp. 108, 2ª Planta)

Pablo Ignacio Hurtado Fernández

Email
Anual
  • Lunes 12:00 a 14:00 (Desp. 6, Planta Baja)
  • Jueves 12:00 a 14:00 (Desp. 6, Planta Baja)
  • Viernes 12:00 a 14:00 (Desp. 6, Planta Baja)

Juan Miguel Nieves Pamplona

Email
No hay tutorías asignadas para el curso académico.

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

Simulación de sistemas físicos mediante métodos computacionales estocásticos y deterministas.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en 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 (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • 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.
  • 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.

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

El alumno sabrá/comprenderá:

El alumno sabrá simular mediante el ordenador diferentes sistemas físicos complejos, usando tanto métodos estocásticos como deterministas, según la naturaleza de cada problema. De igual forma, comprenderá los principios básicos de la física computacional y los métodos numéricos.

 

El alumno será capaz de:

Usar de manera creativa el ordenador para resolver, partiendo de cero, multitud de problemas complejos de la física.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

A. Métodos computacionales estocásticos

Conceptos de probabilidad y estadística.

Integración Monte Carlo.

Ecuaciones diferenciales estocásticas.

Algoritmos Colectivos.

Dinámica molecular y Monte Carlo híbrido. Algoritmos simplécticos.

Aplicaciones de métodos Monte Carlo a mecánica cuántica

 

B. Métodos computacionales deterministas

Ecuaciones en Derivadas Parciales en Electromagnetismo.

El método de momentos.

Métodos en diferencias finitas.

Método de Ritz y Método de Elementos finitos.

Métodos híbridos.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

PARTE A

  • W. Feller, “An introduction to Probability Theory and its applications”, Wiley (1968).

  • M. San Miguel and R. Toral, “Stochastic Effects in Physical Systems”, Wiley (2014).

  • R.P. Feynman and A.R. Hibbs, “Quantum Mechanics and Path Integrals”, McGraw Hill, NY (1965).

 

PARTE B

  • Roger F. Harrington, “Field Computation by Moment Methods”, Wiley-IEEE Press (1993)

  • A. Taflove and S. C. Hagness, “Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method”, Third Edition, Artech House (2005).

  • P. P. Silvester and R. L. Ferrari, “Finite Elements for Electrical Engineers”, Cambridge University Press, New York (1983).

  • A. Rubio Bretones, S. González García, et. al. “Time Domain Techniques in Computational Electromagnetics”, WIT Press (2003).

Bibliografía complementaria

PARTE A

  • N.G. van Kampen, “Stochastic Processes in Physics and Chemistry”, Elsevier (2007).

  • C.W. Gardiner, “Handbook of Stochastic Methods”, Springer (1985).

  • M. Creutz, Quarks, “Gluons and Lattices”, Cambridge University Press (1983).

  • M. Creutz and B. Freedman, Ann. Phys. 132, 427 (1981).

  • I. Montvay, G. Münster, “Quantum Fields on a Lattice”, Cambridge (1994).

  • W.R. Gibbs, “Computation in Modern Physics”, World Scientific (1994).

 

PARTE B

  • R. Mitchell and D. F. Griffiths, "The Finite Difference Method in Partial Differential Equations", John Wiley and Sons (1980).

  • G. D. Smith,"Numerical solution of partial differential equations. Finite difference methods", Clarendon Press (1985).

  • Jianming Jin, “The Finite Element Method in Electromagnetics”, 2nd Edition, Wiley-IEEE Press (2002).

  • Salvador G. García, A. Rubio Bretones, R. Godoy Rubio, B. García Olmedo, R. Gómez Martín, “New trends in FDTD methods in computational electrodynamics: Unconditionally stable schemes,” in Recent Res. Devel. Electronics, 2, Ed. Transworld Research Network, pp. 55–96 (2004).

 

Enlaces recomendados

http://www.ieee.org, http://www.fdtd.org, http://maxwell.ugr.es

Metodología docente

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)

Evaluación Ordinaria

El artículo 17 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que la convocatoria ordinaria estará basada preferentemente en la evaluación continua del estudiante, excepto para quienes se les haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

  • E1- Valoración de las pruebas, ejercicios, prácticas o problemas realizados individualmente o en grupo a lo largo del curso. Ponderación min-max: 80% - 90%

  • E3- Realización de exámenes parciales o finales escritos. Ponderación min-max: 15% - 25%

  • E4- Valoración de la asistencia y participación del alumno en clase y en los seminarios, y sus aportaciones en las actividades desarrolladas. Ponderación min-max: 5% - 10%

 

Evaluación Extraordinaria

El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación continua. De esta forma, el estudiante que no haya realizado la evaluación continua tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación mediante la realización de una prueba y/o trabajo.

  • E1- Valoración de las pruebas, ejercicios, prácticas o problemas realizados individualmente o en grupo. Ponderación min-max: 80% - 100%

  • E3- Realización de exámenes escritos. Ponderación min-max: 0% - 20%

Evaluación única final

El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrán acogerse a la evaluación única final, el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación continua por causas justificadas.

Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio de las clases o por causa sobrevenidas. Lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, a la Coordinación del Máster, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

La evaluación en tal caso consistirá en:

  • E3- Realización de exámenes escritos. Ponderación: 100%

 

Información adicional