FACULTAD DE CIENCIAS BOGOTA

La simulación numérica es una tercera vía para la comprensión y el modelado de fenómenos de la más diversa índole que conjuga elementos tanto de la teoría como del experimento. En una primera etapa – similar a la teoría – la simulación de un fenómeno comienza por identificar los elementos involucrados que se creen esenciales para reproducir las observaciones y construir con ellos un modelo computacional. En una segunda etapa – similar al experimento – el modelo así construido se corre bajo diferentes valores de los parámetros del sistema o de las condiciones iniciales para establecer si hay elementos innecesarios, para establecer leyes empíricas y comportamientos cualitativos y cuantitativos que puedan comparase con predicciones analíticas o datos experimentales. Si la simulación es capaz de reproducir los datos, significa que hemos comprendido el fenómeno, pues hemos identificado correctamente sus  elementos esenciales. Las simulaciones numéricas son especialmente útiles, allí donde el número de grados de libertad es demasiado alto o las interacciones son demasiado complejas para lograr una predicción teórica, o donde las variables son difíciles de manipular o de medir experimentalmente.

Este curso tiene por objeto brindar al estudiante herramientas básicas para la simulación de sistemas físicos. El curso se centra en dos técnicas de simulación de amplio uso, a saber: Elementos Discretos (en mecánica tridimensional, mecánica celeste y medios granulares), y Autómatas Celulares y lattice Boltzmann (incluyendo difusión, fluidos, ondas y campos electromagnéticos),. Estas técnicas se ilustran con numerosos ejemplos de aplicación en física. El curso enseña, además, a programar orientado a objetos, a utilizar paquetes gráficos para el análisis de datos en Unix, y da fundamentos para el análisis estadístico de las simulaciones, pero, principalmente, enseña a modelar un fenómeno utilizando herramientas de simulación.