Mecánica Computacional

Descripción

El área de concentración en mecánica computacional tiene su origen en las áreas tradicionales de la ingeniería civil, tales como estructuras, geotecnia, los recursos hídricos y la construcción, Notablemente abordan y de cierta forma unificadora enfrenta el análisis, simulación y modelado de problemas físicos en ingeniería con el uso de la computadora. El área se ha caracterizado por su constante actualización y el mantenimiento de altos niveles compatibles con las normas internacionales y ha ejercido una influencia importante en el desarrollo de la ciencia y la tecnología en las últimas cuatro décadas, lo que hace posible la transformación de las teorías clásicas de la mecánica de medios continuos en las prácticas de las herramientas de pronóstico y el conocimiento del comportamiento de los sistemas complejos. Las herramientas de la mecánica computacional son ampliamente utilizadas en la simulación de los proyectos actuales y los avances tecnológicos; incluyendo la industria, medicina, defensa y muchas otras áreas de conocimiento, sin apartarse de sus orígenes, siempre actuando en la superación de retos y dificultades en los proyectos de ingeniería.

 Entre las diversas líneas de investigación relacionadas con esta área, debemos enfatizar en el desarrollo y la aplicación de métodos numéricos avanzados, tales como los métodos de elementos finitos, elementos de contorno, diferencias finitas, volúmenes finitos y sin malla, entre otros, los cuales se han desarrollado con el auxilio del conjunto de computadores y clúster de PC’s existentes a disposición del PEC. En relación con el campo de las aplicaciones directamente relacionados con esta área, cabe mencionar prototipos y sistemas computacionales empleados en la solución de problemas no- lineales y dependiente del tiempo, tanto en análisis de tensiones como en mecánica de fluidos y la teoría del potencial, en general, tales como: implementación de modelos termo-químico-mecánicos para estructuras de concreto masivo, modelos con materiales visco-elastoplásticos, modelos no-lineales geométrico, propagación de ondas, problemas de flujo, simulación de pozos, simulación de incendios, simulación de sistemas de protección catódica, bioingeniería, etc.

Líneas de Investigación

Métodos discretos para solución de ecuaciones diferenciales

Esta línea de investigación completa el desarrollo tanto de métodos numéricos clásicos como elementos finitos, elementos de contorno y de diferencias finitas como variantes nuevas incluyendo formulaciones empleando volúmenes finitos y métodos sin malla, entre otros, con el objetivo de posibles combinaciones de métodos.

Computación de Alto Rendimiento

La línea de computación de alto rendimiento comprende el estudio y desarrollo de técnicas de paralización con el fin de optimizar el uso de clústeres y máquinas con arquitecturas de memoria distribuida y / o compartido. Estructuras de datos y algoritmos de optimización para la computación a gran escala son también objeto de estudio en esta línea.

Técnicas y algoritmos computacionales

Esta línea engloba herramientas y algoritmos específicos destinados a mejorar la eficiencia computacional en las aplicaciones de los diversos métodos numéricos existentes. En este ámbito se incluyen: solución de sistemas lineales y no lineales de ecuaciones algebraicas, la integración numérica, generación de mallas, cálculo de autovalores y autovectores, algoritmos de integración en el tiempo y demás procedimientos iterativos en general.

Geofísica- modelo de velocidad en la profundidad de 2650m

Elementos de Contorno: simulación 3-D de la distribución potencial electroquímica en tubulaciones industriales bajo protección catódica

Elementos finitos: modelado de difusión de biocalor en el cerebro humano

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

Elementos finitos: malla 3-D de fuerzas de plantas hidroeléctricas

Problemas de convección natural en una cavidad - problema de Rayleigh-Benard solucionado con elementos finitos estabilizado