O aluno deverá adquirir competências: na modelação de fenómenos e processos em Ciência e Engenharia de Materiais (CEM), usando em particular o método dos elementos finitos; de utilização de software especializado no âmbito da CEM; no desenvolvimento e utilização de modelos computacionais como ferramenta de projecto; de compreensão da importância duma abordagem de modelação, em comparação com as abordagens teórica e experimental, seja por exemplo como ferramenta de visualização e de auxílio à compreensão dos fenómenos, seja como ferramenta de simulação de ensaios ou do processamento de materiais.
1. Introdução à modelação em ciência e engenharia de materiais. Definição de modelo. Modelação e simulação. Abordagem de Ashby. Simplificação de modelos e análise de escalas (scaling). 2. O método dos elementos finitos. Introdução. Resolução de problemas unidimensionais de valores de fronteira. Formulação fraca de Galerkin. Elementos unidimensionais. Elementos lineares e quadráticos. Conectividade. Problemas bidimensionais, tridimensionais. Problemas transientes. Integração numérica, variáveis naturais. Aproximação da geometria. Formulação isoparamétrica. Erro numérico. Uso de software comercial ou livre (GPL). Trabalho computacional. 3. Outras técnicas de modelação. Redes neuronais. Introdução. Aprendizagem supervisionada. Treino.validação e generalização. Backpropagation. Aplicações.Tópicos avançados: método dos elementos de fronteira, métodos meshless; optimização e problemas inversos.
Competências básicas de matemática e programação, equivalentes às que são obtidas no 1º ciclo dum curso de engenharia.