Disciplina Curricular
Física Computacional FComp
Licenciatura Bolonha em Biologia - 4_Plano 2015/16 a 2022/23
Contextos
Grupo: 4_Plano 2015/16 a 2022/23 > 1º Ciclo > Ramos > Ramo de Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento com Minor em Física > Optativas > 3º Ano > 565_Minor em Física
Período:
Grupo: 4_Plano 2015/16 a 2022/23 > 1º Ciclo > Ramos > Ramo de Biologia Molecular e Genética com Minor em Física > Optativas > 3º Ano > 565_Minor em Física
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
Adquirir conhecimentos básicos em Física Computacional e conhecer as técnicas computacionais mais relevantes, suas aplicações e limitações. No final, os alunos deverão ser capazes de identificar qual a técnica mais adequada para resolver um determinado problema.
Programa
Introdução 1. Gerador de números aleatórios 1.1. distribuição uniforme 1.2. testes numéricos 1.3. outras distribuições 2. Percolação, dimensão fractal, modelos de crescimento irreversible 2.1. modelo de percolação 2.2. algoritmo de Hoshen-Kopelman 2.3. algoritmo de Newman-Ziff 2.4. método dos ensembles para a dimensão fatal 2.5. método do “sand-box” 2.6. método do “box counting” 2.7. deposição aleatória, deposição balística, modelo de Eden 2.8. agregação limitada pela difusão (DLA) 2.9. modelo do “dielectric breakdown” 3. Método de Monte Carlo 3.1. Integração de Monte Carlo 3.2. Monte Carlo canónico: algoritmo de Metropolis e taxas de Glauber 3.3. Modelo de Ising 3.4. dinâmica de Kawasaki: misturas e interfaces 4. Dinâmica molecular 4.1. equações de movimento e o método de Verlet 4.2. resolução das equações de movimento e truques de simulação 4.3. dinâmica molecular de eventos 5. Equações diferenciais parciais 5.1. exemplos, condições de fronteira e discretização de derivadas 5.2. Problemas de valores iniciais: equação de onda e equação de difusão 5.3. Problemas de valores de fronteira: equação de Poisson, método de Jacobi, método de Gauss-Seidel 5.4. métodos de gradientes 5.5. elementos finitos 5.6. métodos espectrais 6. Simulação de fluídos 6.1. equação de Navier-Stokes 6.2. métodos de volumes finitos 6.3. modelo do gás de rede 6.4. método de Lattice-Boltzmann
Métodos de ensino e avaliação
Exposição das diferentes técnicas na aula teórica e implementação das mesmas nas aulas práticas. A avaliação terá duas componentes: • Componente prática: cinco trabalhos práticos principais (detalhes em baixo); • Componente teórica: um exame final sobre todo o conteúdo da disciplina. A Componente prática é classificada numa escala de 0-10 valores e corresponde à média da classificação dos cinco relatórios tendo em linha de conta a participação nas aulas práticas. A Componente teórica é classificada numa escala de 0-10 valores. A classificação final é a soma das duas componentes. Admissão à componente teórica requer a entrega de todos relatórios da componente prática dentro do prazo estipulado e classificação média superior a 5 (em 10).