COMSOL: Diseño y simulación multifísica STEM
Este curso introducirá prototipaje en computador usando un software de simulación, basado en física, que se usa ampliamente en la industria. Para evitar el posible uso indebido del software, se aprende a no utilizarlo como una caja negra. Para ello, se proponen casos de estudio derivados de la literatura, de los cuales se abstrae un modelo matemático que permita después la implementación del modelo en el software de elementos finitos. En paralelo a la presentación de estos casos prácticos de estudio, el estudiante selecciona un caso de estudio de su interés con base en una búsqueda bibliográfica en bases de datos confiables. El caso de estudio de cada estudiante es la materia prima para la abstracción de un modelo matemático de interés y su implementación parcial o total en el software durante el tiempo del curso. Se motiva y se guía al estudiante para elegir casos de estudio aplicados y relevantes para el contexto científico y social actuales a nivel nacional y/o internacional.
Es el primer curso de modelado multifísico empleando COMSOL que se dicta en la universidad y que guía al estudiante paso a paso y brinda todas las herramientas para que pueda desarrollar estudios a futuro. Se contará con la presencia de Marcela Mercado CEO, de In Silico science and engineering, la mayor consultora nacional en modelado multifísico y la única distribuidora autorizada de COMSOL Multiphysics en Colombia.
Dirigido a
Innovadores de las industrias farma, de alimentos, biomédica, eléctrica y química que tengan interés en reducir costos asociados a sus procesos de desarrollo por medio del empleo simulaciones multifísica. También, es un curso para estudiantes en ingeniería y ciencias básicas, que tengan un interés en profundizar en el modelamiento multifísico.
Objetivos
Al final del curso el estudiante estará en capacidad de:
- Pensar en la simulación por computadora como una herramienta práctica importante en proyectos de diseño e investigación en la industria y la academia.
- Conocer el detalle de un software típico de creación de prototipos en computador basado en elementos finitos y en el abordaje multifísico.
- Identificar las ventajas, desventajas o limitaciones de la aplicación de dicho software en el análisis de situaciones reales.
- Desarrollar habilidades para resolver problemas complejos y trabajar con un grupo de expertos para resolver retos multidisciplinarios de complejidad creciente.
Metodología
- Módulo 1: Introducción al modelado multifísico (1 semanas, Juan Carlos Cruz). Clases magistrales: los profesores expondrán e ilustrarán diferentes temas. Los estudiantes deberán leer antes de cada clase y resolver un reto diagnóstico con el tema correspondiente y realizarán ejercicios para reforzar los temas vistos en clase. Los estudiantes son evaluados con retos diagnósticos pre-clase y posteriores a la clase deben revisar material de apoyo que se encontrará disponible en Bloque Neón.
- Módulo 2: Aplicaciones del modelado multifísico (2 semanas, Marcela Mercado). Clases prácticas guiadas con énfasis en el uso de Comsol a través de la resolución de problemas en los campos de los dispositivos y procedimientos médicos e industria química. Los estudiantes finalizan el módulo con la selección de un caso de trabajo extraído de la literatura y proponen una ruta de implementación en Comsol. La formulación del caso será considerada para evaluar el desempeño en este módulo.
- Módulo 3: Módulo Práctico (2 semanas Cristian Rodríguez, Andrés Mantilla). clases prácticas en donde se pondrán en práctica los conceptos vistos en clase en la resolución de problemas de ingeniería a través de 4 retos de simulación. Los estudiantes se dedican a la implementación práctica de los casos seleccionados en el módulo 2. La evaluación de los estudiantes se centrará en el desempeño en cada uno de los ejes centrales del abordaje la simulación multífisica: pre-procesamiento, procesamiento y post-procesamiento. Se espera que los estudiantes sean capaces de replicar únicamente los resultados más importantes del caso seleccionado y según sus intereses.
Se aprueba con un resultado en las evaluaciones descritas arriba de al menos 3.0.
Contenido
Introducción al modelado multifísico (1 semanas, Juan Carlos Cruz):
- Formulación de problemas: Objetivos y geometría
- Formulación de problemas: Ecuaciones gobernantes y condiciones de contorno: términos de fuentes en transferencia de calor, términos de fuentes en transferencia de masa, propiedades de materiales, análisis de sensibilidad, propiedades individuales y sus variaciones, flexibilidad de los métodos numérico.
- Implementación computacional
Aplicaciones del modelado multifísico (2 semanas, Marcela Mercado):
- Abstracción de modelos matemáticos de la literatura y su implementación en COMSOL Multiphysics
- Caso de estudio 1: dispositivos y procedimientos médicos
- Caso de estudio 2: industria química y de procesos
Módulo Práctico (2 semanas Cristian Rodríguez, Andrés Mantilla)
- Reto de simulación 1: Momentum y mixture- convergencia de malla y análisis de sensibilidad
- Reto de simulación 2: Particle Tracing
- Reto de simulación 3: Transporte de masa (Chemistry) y energía
- Reto de simulación 4: Campos de fase
Profesores
Condiciones
Eventualmente la Universidad puede verse obligada, por causas de fuerza mayor a cambiar sus profesores o cancelar el programa. En este caso el participante podrá optar por la devolución de su dinero o reinvertirlo en otro curso de Educación Continua que se ofrezca en ese momento, asumiendo la diferencia si la hubiere.
La apertura y desarrollo del programa estará sujeto al número de inscritos. El Departamento/Facultad (Unidad académica que ofrece el curso) de la Universidad de los Andes se reserva el derecho de admisión dependiendo del perfil académico de los aspirantes.
