Guías Docentes Electrónicas
1. DATOS GENERALES
Asignatura:
MÉTODOS NUMÉRICOS EN INGENIERÍA DEL AGUA
Código:
310815
Tipología:
OPTATIVA
Créditos ECTS:
4.5
Grado:
2343 - MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
Curso académico:
2021-22
Centro:
603 - E.T.S. INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
Grupo(s):
20 
Curso:
2
Duración:
Primer cuatrimestre
Lengua principal de impartición:
Español
Segunda lengua:
Inglés
Uso docente de otras lenguas:
English Friendly:
N
Página web:
Bilingüe:
N
Profesor: LAURA ASENSIO SANCHEZ - Grupo(s): 20 
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
Edif. Politécnica 2D-56
INGENIERÍA CIVIL Y DE LA EDIFICACIÓN
6408
laura.asensio@uclm.es
Se fijará al inicio del cuatrimestre

Profesor: ALVARO GALAN ALGUACIL - Grupo(s): 20 
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
A43
INGENIERÍA CIVIL Y DE LA EDIFICACIÓN
3877
alvaro.galan@uclm.es
Se fijará al inicio del cuatrimestre

2. REQUISITOS PREVIOS

Se recomienda tener conocimientos básicos de los siguientes aspectos:

  • Obras Hidráulicas y Aprovechamientos Hidroeléctricos
  • Ingeniería Hidráulica e Hidrológica
  • Hidrogeología
  • Puertos y Costas
  • Análisis Numérico
3. JUSTIFICACIÓN EN EL PLAN DE ESTUDIOS, RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS Y CON LA PROFESIÓN

Los métodos numéricos están ampliamente extendidos en multitud de campos de la Ingeniería, haciendo imprescindible no solo el conocimiento de software específico de cálculo, sino también la comprensión de los cálculos y procedimientos que en ellos se dan, posibilitando la comprensión de los resultados y el análisis objetivo de los mismos.


4. COMPETENCIAS DE LA TITULACIÓN QUE LA ASIGNATURA CONTRIBUYE A ALCANZAR
Competencias propias de la asignatura
Código Descripción
AFC1 Capacidad para abordar y resolver problemas matemáticos avanzados de ingeniería, desde el planteamiento del problema hasta el desarrollo de la formulación y su implementación en un programa de ordenador. En particular, capacidad para formular, programar y aplicar modelos analíticos y numéricos avanzados de cálculo, proyecto, planificación y gestión, así como capacidad para la interpretación de los resultados obtenidos, en el contexto de la ingeniería civil.
AFC2 Comprensión y dominio de las leyes de la termomecánica de los medios continuos y capacidad para su aplicación en ámbitos propios de la ingeniería como son la mecánica de fluidos, la mecánica de materiales, la teoría de estructuras, etc.
CB06 Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
CB09 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
G01 Capacidad científico-técnica y metodológica para el reciclaje continuo de conocimientos y el ejercicio de las funciones profesionales de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, planificación, dirección, gestión, construcción, mantenimiento, conservación y explotación en los campos de la ingeniería civil.
G25 Capacidad para identificar, medir, enunciar, analizar y diagnosticar y describir científica y técnicamente un problema propio del ámbito de la ingeniería civil
IAMA5 Capacidad para plantear y resolver numéricamente problemas aplicados a ingeniería del agua y, en particular, capacidad para interpretar de una manera crítica y objetiva los resultados obtenidos mediante la utilización de diferentes métodos numéricos y formas de resolución.
TE05 Capacidad para realizar el cálculo, la evaluación, la planificación y la regulación de los recursos hídricos, tanto de superficie como subterráneos.
5. OBJETIVOS O RESULTADOS DE APRENDIZAJE ESPERADOS
Resultados de aprendizaje propios de la asignatura
Descripción
Entender las propiedades de los métodos numéricos, su convergencia y estabilidad
Desarrollar una actitud crítica a la hora de interpretar los resultados obtenidos con diferentes software de cálculo numérico
Decidir, para cada problema en particular, el método numérico que más se ajuste a las necesidades
Usar y desarrollar métodos numéricos aplicados a problemas reales en el campo de la Ingeniería del Agua
Comprender el comportamiento básico de diferentes métodos numéricos, su potencial y sus limitaciones
Resultados adicionales
No se han establecido.
6. TEMARIO
  • Tema 1: Tipos de modelos en Ingeniería del Agua
    • Tema 1.1: Modelos físicos
    • Tema 1.2: Modelos matemáticos
  • Tema 2: Introducción a los modelos matemáticos
    • Tema 2.1: Discretización espacial. Tipologías de mallado
    • Tema 2.2: Condiciones de contorno y condiciones iniciales
    • Tema 2.3: Métodos numéricos: diferencias finitas (FD) y volúmenes finitos (FV)
    • Tema 2.4: Dinámica de Fluidos Computacional (CFD)
    • Tema 2.5: Discretización temporal: métodos explícitos e implícitos
    • Tema 2.6: Convergencia y estabilidad. Limitaciones
    • Tema 2.7: Calibración de modelos
  • Tema 3: Modelos numéricos en hidráulica de ríos
    • Tema 3.1: Ecuaciones de gobierno
    • Tema 3.2: Transporte de sedimentos y contaminantes
    • Tema 3.3: Modelos 2D en hidráulica fluvial y mapas de inundabilidad
  • Tema 4: Modelos numéricos en la zona costera
    • Tema 4.1: Ecuaciones de gobierno
    • Tema 4.2: Modelos de propagación de oleaje
    • Tema 4.3: Modelado costero
  • Tema 5: Modelos numéricos en hidrología superficial y subsuperficial
    • Tema 5.1: Escorrentía superficial: producción y propagación
    • Tema 5.2: Flujo en medio poroso
    • Tema 5.3: Modelos de transporte de contaminantes en medio poroso
  • Tema 6: Modelos numéricos en estructuras hidráulicas
    • Tema 6.1: Ecuaciones de gobierno en CFD
    • Tema 6.2: Modelos de condiciones de pared
    • Tema 6.3: Modelos heterogéneos de flujos agua-aire
  • Tema 7: Aplicaciones prácticas de los modelos numéricos estudiados
7. ACTIVIDADES O BLOQUES DE ACTIVIDAD Y METODOLOGÍA
Actividad formativa Metodología Competencias relacionadas ECTS Horas Ev Ob Descripción
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] Método expositivo/Lección magistral AFC1 AFC2 CB06 G01 G25 IAMA5 TE05 1.15 28.75 N N
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA] Trabajo autónomo AFC1 G01 G25 IAMA5 1 25 N N
Análisis de artículos y recensión [AUTÓNOMA] Lectura de artículos científicos y preparación de recensiones AFC1 CB06 G01 G25 IAMA5 0.6 15 N N Lectura y debate sobre artículos científicos necesarios para elaboración del trabajo final.
Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA] Aprendizaje basado en problemas (ABP) G25 1.55 38.75 S S Se realizará un trabajo de aplicación práctica de un método numérico para resolver algunos de los problemas planteados durante las clases. Se entregará una memoria única explicando tanto el método numérico implementado como los resultados obtenidos de su aplicación.
Presentación de trabajos o temas [PRESENCIAL] Otra metodología CB09 G25 0.06 1.5 S S Presentación oral y debate sobre el trabajo final realizado por el alumno.
Prueba final [PRESENCIAL] Pruebas de evaluación AFC1 G01 G25 0.04 1 S S Examen de los contenidos desarrollados durante el curso.
Resolución de problemas o casos [PRESENCIAL] Resolución de ejercicios y problemas 0.1 2.5 S N Ejercicios de clase para la valoración del aprovechamiento. Actividad no recuperable
Total: 4.5 112.5
Créditos totales de trabajo presencial: 1.35 Horas totales de trabajo presencial: 33.75
Créditos totales de trabajo autónomo: 3.15 Horas totales de trabajo autónomo: 78.75

Ev: Actividad formativa evaluable
Ob: Actividad formativa de superación obligatoria (Será imprescindible su superación tanto en evaluación continua como no continua)

8. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y VALORACIONES
Sistema de evaluación Evaluacion continua Evaluación no continua * Descripción
Realización de actividades en aulas de ordenadores 25.00% 0.00% Resolución de los problemas propuestos durante el curso y aprovechamiento y actitud en clase (AC)
Trabajo 30.00% 35.00% Trabajo final realizado por el alumno para la simulación numérica de algunos de los ejemplos propuestos. (MF)
Presentación oral de temas 20.00% 25.00% Presentación y defensa del trabajo realizado (PF)
Prueba final 25.00% 40.00% Examen escrito de los contenidos teóricos desarrollados durante el curso (EF)
Total: 100.00% 100.00%  
* En Evaluación no continua se deben definir los porcentajes de evaluación según lo dispuesto en el art. 6 del Reglamento de Evaluación del Estudiante de la UCLM, que establece que debe facilitarse a los estudiantes que no puedan asistir regularmente a las actividades formativas presenciales la superación de la asignatura, teniendo derecho (art. 13.2) a ser calificado globalmente, en 2 convocatorias anuales por asignatura, una ordinaria y otra extraordinaria (evaluándose el 100% de las competencias).

Criterios de evaluación de la convocatoria ordinaria:
  • Evaluación continua:
    Para aprobar la asignatura deben cumplirse los siguientes criterios:
    a) MF, PF, EF >=4.0
    b) 0.25*AC + 0.30*MF + 0.20*PF + 0.25*EF >=5.0


    El formato, extensión máxima y contenidos de las memorias se detallarán al inicio de la asignatura. No se guardan notas de un curso académico para otro.
  • Evaluación no continua:
    Por defecto, los estudiantes están en sistema de evaluación continua.

    Quien elija optar por la evaluación no continua deberá avisar al profesorado de la asignatura antes de la finalización del periodo de clases correspondiente a dicha asignatura y sólo podrá hacerlo si su participación en actividades evaluables (del sistema de evaluación continua) no alcanza el valor del 50% de la evaluación total de la asignatura.

    En convocatoria extraordinaria, cada estudiante estaría en el mismo sistema de evaluación (continua o no continua) que en la convocatoria ordinaria

    Para aprobar la asignatura deben cumplirse los siguientes criterios:
    a) MF, PF, EF >=4.0
    b) 0.35*MF + 0.25*PF + 0.40*EF >=5.0

Particularidades de la convocatoria extraordinaria:
Se aplicarán los mismos criterios que en convocatoria ordinaria, pudiendo evaluarse de nuevo de todo menos AC
Particularidades de la convocatoria especial de finalización:
Se aplicarán los mismos criterios que en evaluación no continua
9. SECUENCIA DE TRABAJO, CALENDARIO, HITOS IMPORTANTES E INVERSIÓN TEMPORAL
No asignables a temas
Horas Suma horas

Tema 1 (de 7): Tipos de modelos en Ingeniería del Agua
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 1.5
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] 1
Resolución de problemas o casos [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] 1

Tema 2 (de 7): Introducción a los modelos matemáticos
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 8.5
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] 5
Resolución de problemas o casos [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] 1

Tema 3 (de 7): Modelos numéricos en hidráulica de ríos
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 5.5
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] 3
Resolución de problemas o casos [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] .5

Tema 4 (de 7): Modelos numéricos en la zona costera
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 6
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] 3

Tema 5 (de 7): Modelos numéricos en hidrología superficial y subsuperficial
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 6
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] 3

Tema 6 (de 7): Modelos numéricos en estructuras hidráulicas
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 1.25
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] 10
Análisis de artículos y recensión [AUTÓNOMA][Lectura de artículos científicos y preparación de recensiones] 15
Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA][Aprendizaje basado en problemas (ABP)] 38.75
Presentación de trabajos o temas [PRESENCIAL][Otra metodología] 1.5
Prueba final [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] 1

Actividad global
Actividades formativas Suma horas
10. BIBLIOGRAFÍA, RECURSOS
Autor/es Título Libro/Revista Población Editorial ISBN Año Descripción Enlace Web Catálogo biblioteca
Akai, Terrence J. Métodos numéricos aplicados a la ingeniería Limusa 968-18-5049-1 2000 Ficha de la biblioteca
Arlen D. Feldman, Editor Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference Manual Davis, California U.S. Army Corps of Engineers 2000 http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-hms/documentation/HEC-HMS_Technical%20Reference%20Manual_(CPD-74B).pdf  
Chandrupatla, Tirupathi R. Introduction to finite elements in engineering Prentice-Hall International 0132733196 1997 Ficha de la biblioteca
Chapra, Steven C. Applied numerical methods with MATLAB for engineers and scie McGraw-Hill 978-0-07-125921-7 2008 Ficha de la biblioteca
Chapra, Steven C. Applied numerical methods with MATLAB for engineers and scie McGraw-Hill 978-0-07-125921-7 2008 Ficha de la biblioteca
Chapra, Steven C. Métodos numéricos para ingenieros McGraw-Hill 978-970-10-6114-5 2007 Ficha de la biblioteca
Chavarriga Soriano, Javier Manual de métodos numéricos Universidad. Edicions 84-8409-998-9 1999 Ficha de la biblioteca
E.G. Lappala; R.W. Healy; E.P. Weeks Documentation of computer program VS2D to solve the equations of fluid flow in variably saturated porous media Reston, Virginia U.S. Geological Survey 1987 http://pubs.er.usgs.gov/publication/wri834099  
Larsson, Stig Partial differential equations with numerical methods Springer 3-540-01772-0 2003 Ficha de la biblioteca
LeVeque, Randall J. Finite volume methods for hyperbolic problems Cambridge University Press 0-521-00924-3 2002 Ficha de la biblioteca
Mary P. Anderson; William W. Woessner Applied Groundwater Modeling: Simulation of Flow and Advective Transport Academic Press; 978-0120594856 1991  
Michael G. McDonald; Arlen W. Harbaugh A Modular Three-Dimensional Finite-Difference Ground-Water Flow Model Reston, Virginia U.S. Geological Survey 1988 http://pubs.usgs.gov/twri/twri6a1/  
Peter S. Huyakorn; George F. Pinder Computational Methods in Subsurface Flow Academic Press Inc 978-0123634801 1983  
Toro, Eleuterio F. Shock-capturing methods for free-surface shallow flows John Wiley 0-471-98766-2 2001 Ficha de la biblioteca
Zheng, Chunmiao Applied contaminant transport modeling Wiley-Interscience 0-471-38477-1 2002 Ficha de la biblioteca



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