Irakasgaiaren azalpena eta testuingurua

Los objetivos de esta asignatura optativa son:

- Introducir al alumnado en los métodos de simulación y modelización por ordenador del comportamiento de los materiales. El alumnado deberá trabajar con dichos métodos.

-Presentar la teoría del funcional de la densidad DFT como método de simulación de las propiedades electrónicas basado en la descripción cuántica del sistema electrones-núcleos. Usar códigos de cálculo para átomos multilectrónicos, moléculas y sólidos (ejemplos: ABINIT, SIESTA).

- Para los sistemas macroscópicos: Resolución de problemas estructurales (elasticidad y plasticidad), electromagnéticos y térmicos (conducción y convección), así como la interacción entre ellos. Se usarán programas basados en el método de elementos finitos FEM.

- Resaltar la importancia fundamental de estos métodos en la moderna ciencia de materiales pues permiten no solo prever el comportamiento, ciclo de vida, etc, sino diseñar y mejorar el diseño de piezas o dispositivos en los que entran a formar parte dichos materiales.



Para cursar con aprovechamiento esta asignatura son recomendable los siguientes conocimientos previos:

- Descripción cuántica de la estructura de la materia: Propiedades electrónicas elementales de átomos (estructura de capas), moléculas (enlace molecular, rotaciones y vibraciones) y sólidos (bandas de energía).

- Propiedades macroscópicas de los materiales: problemas estructurales (elasticidad y plasticidad), electromagnéticos y térmicos (conducción y convección), así como la interacción entre ellos.

- Macroscopic properties of materials: Structural problems (elasticity and plasticity), electromagnetic and thermal properties (conduction and convection), and interactions between them.

Irakasgaia ikastean lortuko diren emaitzak

- Cálculo de las propiedades electrónicas de átomos multielectrónicos: energía de enlace, potenciales de ionización, transiciones ópticas en átomos. Estructura electrónica de nanoagregados: configuración de equilibrio, estados metaestables, densidades de estados electrónicos, reactividad, propiedades vibracionales, etc. Cálculo de las propiedades de sólidos.

- Cálculo de propiedades macroscópicas de materiales (elasticidad, conducción térmica,...)

- Conocimiento de los métodos computaciones y sus posibilidades para resolver problemas específicos del comportamiento microscópico y macroscópico de los materiales.

- Uso y familiaridad con las características y posibilidades de distintos programas de computación y simulación de materiales, como ejemplo de los muchos existentes.

Ohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

La evaluación final de la asignatura se obtendrá en base a los siguientes porcentajes de la calificación obtenida en los apartados:

- Problemas cortos sobre simulación de propiedades de ciertos materiales. 40 %.

- Memoria detallando la simulación computacional de los aspectos macroscópico y microscópico de un material. 60 %.



Una vez entregadas las memorias, el profesorado podrá solicitar del alumnado su aclaración y/o modificación, antes de proceder a la evaluación final.



Para renunciar a la convocatoria, basta con no presentar los trabajos y/o memoria.

Ezohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

Para la calificación de la asignatura en la convocatoria extraordinaria, se deberá entregar una memoria como en el caso de la convocatoria ordinaria. Será posible también la asignación de problemas cortos específicos, para completar la evaluación.

Irakasgai-zerrenda

Tema 1 Sistemas de electrones: descripción cuántica

Tema 2 Teoría del funcional de la densidad . Ecuaciones de Kohn-Sham

Tema 3 Métodos de resolución de las ecuaciones de Kohn-Sham. Aplicaciones en sistemas de electrones

Tema 4 Elasticidad y plasticidad

Tema 5 Transferencia de calor

Tema 6 Problemas termomecánicos

Bibliografia

Nahitaez erabili beharreko materiala

El acceso a los programas y códigos necesarios para cursar la asignatura serán proporcionados por los profesores.



Es conveniente disponer de un ordenador propio, pero no es indispensable.

Oinarrizko bibliografia

R. G. Parr y W. Yang, ¿Density Functional Theory of Atoms and Molecules¿ (Oxford University Press, 1989)

J. Kohanoff, "Electronic Structure Calculations for Solids and Molecules. Theory and computational methods", Cambridge U P, Cambridge UK, 2006.

Zienkiewicz O C & Taylor R L. The finite element method. Vol. I. Basic formulations and linear problems. London: McGraw-Hill, 1989. 648 p.;

Vol. 2. ¿Solid and fluid mechanics: dynamics and non-linearity¿. London: McGraw-Hill, 1991. 807 p.

Gehiago sakontzeko bibliografia

Manuales del programa ANSYS©



Códigos ADF, BAND y DACAPO



10.- F. Jensen, ¿Introduction to Computational Chemistry¿, (Wiley, 1999)

11.- C. J. Cramer, ¿Essentials of Computational Chemistry. Theories and Models¿ (Wiley, 2002)

12.- P. W. Atkins, ¿Molecular Quantum Mechanics¿ (Oxford, 1983)

13.- Manuales del programa ANSYS©

Aldizkariak

Artículos a determinar