Mecánica computacional

Representante

Descripción

El área de concentración en mecánica computacional tiene sus orígenes dentro de las áreas tradicionales de la ingeniería civil, como estructuras, geotecnia, recursos hídricos y construcción, abarcando notablemente y unificando en cierta medida materias orientadas al análisis, simulación y modelización de problemas físicos en ingeniería, con el uso de la informática. El área ha destacado por su constante actualización y mantenimiento de altos niveles compatibles con los estándares internacionales y ha ejercido una importante influencia en el desarrollo de la ciencia y la tecnología en las últimas cuatro décadas, permitiendo transformar las teorías clásicas de la mecánica del continuo en herramientas prácticas para predecir y comprender el comportamiento de sistemas complejos. Las herramientas de la mecánica computacional se utilizan ampliamente en la simulación de proyectos y avances tecnológicos actuales; incluyendo la industria, la medicina, la defensa y muchas otras áreas del conocimiento, sin apartarse de sus orígenes, actuando siempre para superar retos y dificultades en los proyectos de ingeniería.

Entre las diversas líneas de investigación pertenecientes a esta área, cabe destacar tanto el desarrollo como la aplicación avanzada de métodos numéricos, tales como métodos de elementos finitos, métodos de elementos de contorno, métodos de diferencias finitas, métodos de volúmenes finitos y métodos sin malla, entre otros, que se han desarrollado con la ayuda del parque informático y los clusters de PC existentes en el PEC. En cuanto al campo de aplicaciones directamente relacionadas con esta área, cabe mencionar prototipos y sistemas informáticos utilizados para resolver problemas no lineales y dependientes del tiempo, tanto en análisis de esfuerzos como en mecánica de fluidos y teoría de potenciales en general, tales como: implementación de modelos termo-químico-mecánicos para estructuras masivas de hormigón, modelos con materiales visco-elastoplásticos, modelos geométricos no lineales, propagación de ondas, problemas de flujos, simulación de pozos, simulación de incendios, simulación de sistemas de protección catódica, bioingeniería, etc.

Líneas de investigación

Esta línea de investigación incluye el desarrollo tanto de métodos numéricos clásicos, como elementos finitos, elementos de contorno y diferencias finitas, como de nuevas variantes que incluyen formulaciones mediante volúmenes finitos y métodos sin malla, entre otros, estudiando también posibles combinaciones entre métodos.

La informática de alto rendimiento incluye el estudio y desarrollo de técnicas de paralelización destinadas a optimizar el uso de clusters y máquinas con arquitecturas de memoria distribuida y/o compartida. Las estructuras de datos y la optimización de algoritmos para la computación a gran escala también son objeto de estudio en esta línea.

Esta línea incluye herramientas y algoritmos específicos destinados a mejorar la eficiencia computacional en las aplicaciones de los diversos métodos numéricos existentes. Este ámbito incluye: resolución de sistemas lineales y no lineales de ecuaciones algebraicas, integración numérica, generación de mallas, cálculo de valores y vectores propios, algoritmos de integración temporal y otros procedimientos iterativos en general.

Geofísica – modelo de velocidad a 2650 m de profundidad

Elementos de contorno: simulación tridimensional de la distribución del potencial electroquímico en tuberías industriales bajo protección catódica

Elementos finitos: modelización de la difusión biocalórica en el cerebro humano

Métodos sin malla: modelización de problemas de mecánica de la fractura

Elementos finitos: malla tridimensional de la casa de máquinas de una central hidroeléctrica

Convección natural en una cavidad – Problema de Rayleigh-Benard resuelto con elementos finitos estabilizados