Disciplina Curricular
Modelação Numérica MNum
Licenciatura Bolonha em Meteorologia, Oceanografia e Geofísica - 9_LMOG 2023/24
Contextos
Grupo: 9_LMOG 2023/24 > 1º Ciclo > MOG - Tronco Comum > 2º Ano
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
Em Engenharia e Ciências da Terra, muitos dos desafios atuais só podem ser compreendidos e resolvidos através de modelos numéricos. Esta unidade curricular tem como objetivos introduzir conceitos fundamentais da análise de dados e da modelação numérica, aplicar métodos numéricos à resolução de problemas reais em Geofísica e Engenharia, desenvolver competências de programação e simulação em Python, e estimular o pensamento crítico, a autonomia e a capacidade de trabalho em equipa na resolução de problemas.
Programa
1. Análise de Fourier Aplicada: Teoria da amostragem, teorema de Nyquist e aliasing; Espectros de potência e sinais sintéticos. 2. Filtragem Digital: Filtros de convolução, funções de transferência e filtros 2D; Filtros recursivos e design de filtros. 3. Modelos Numéricos Baseados em Equações Diferenciais: Discretização por diferenças finitas; Métodos explícitos e implícitos; Estabilidade numérica. 4. Equação de Poisson e Aplicações: Análise de campos potenciais; Transferência de calor em sólidos. 5. Modelação de Fluidos: Equação de difusão (transferência de calor e massa); Equação de advecção–difusão 1D; Modelo 2D shallow water; Introdução aos modelos de Navier–Stokes. 6. Métodos de Otimização: Controlled Random Search (CRS); Algoritmos Genéticos.
Métodos de ensino e avaliação
A avaliação da disciplina está dividida em 50% prática e 50% teórica. Componente teórica: Para os alunos que frequentam as aulas, a componente teórica inclui 10% de avaliação contínua e 40% repartidos por duas frequências, que substituem o exame da 1ªa época; Para os alunos que não realizam a avaliação contínua, as frequências passam a contar o total da parte teórica (50%), substituindo o exame da 1ª época; na 2.ª época apenas haverá exame. Componente prática: é constituída por trabalhos práticos, exercícios de programação e mini-projetos de modelação numérica, com apresentação final. Para aprovação na disciplina, é necessário obter pelo menos 8 valores na componente teórica. A nota final resulta da soma ponderada da componente prática e da componente teórica.