Guía docente de Electromagnetismo Computacional (M92/56/2/12)

Curso 2022/2023
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 21/06/2022

Máster

Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación

Módulo

Optatividad

Rama

Ingeniería y Arquitectura

Centre of instruction

E.T.S. de Ingenierías Informática y de Telecomunicación

Centro Responsable del título

International School for Postgraduate Studies

Semestre

Primero

Créditos

4.5

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • Jesús Francisco Fornieles Callejón

Tutorías

Jesús Francisco Fornieles Callejón

Email
Anual
  • Lunes 11:30 a 13:30 (Desp. 111, Fac. Ciencias)
  • Jueves 11:30 a 13:30 (Desp. 111, Fac. Ciencias)
  • Viernes 8:30 a 10:30 (Desp. 111, Fac. Ciencias)

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

  1. Introducción a los métodos numéricos. Métodos diferenciales. Métodos Integrales. 
  2. Aplicaciones: Planteamiento, modelado y simulación de problemas de radiación y propagación de ondas electromagnéticas.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Tener conocimientos apropiados en:

  • Campos Electromagnéticos. Transmisión de Ondas. Cálculo Integro-Diferencial. Antenas.
  • Programación en lenguaje de alto nivel (Matlab, C, C++, Fortran, …).

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  • CB9. 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.
  • CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

1. Ser capaz de realizar modelos y simulación por ordenador utilizando las técnicas más usuales empleadas en electromagnetismo computacional.

2. Transferir conocimiento en tareas de investigación, desarrollo e innovación en el ámbito de la simulación numérica de problemas relacionados con la Ingeniería de las Telecomunicaciones (problemas de radiación y antenas, estudio de la propagación y transmisión de Ondas Electromagnéticas).

3. Ser capaz de analizar, caracterizar y optimizar dispositivos electromagnéticos. Ser capaz de resolver problemas electromagnéticos complejos mediante simulación en ordenador, integrando tecnologías y desarrollo de sistemas.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

  1. Campos Electromagnéticos. (revisión)
    • Análisis Vectorial.
    • Ecuaciones de Maxwell, ecuación de ondas, condiciones de contorno.
    • Campos electromagnéticos en medios materiales.
    • Propagación y radiación de ondas electromagnéticas.
    • Dispersión (scattering) y sección recta de radar (RCS).
  2. Teoremas fundamentales.
    • Conceptos y teoremas fundamentales.
    • Ecuaciones integrales.
  3. Principales Métodos Numéricos en Electromagnetismo Computacional.
    • Diferencias Finitas (FD). 
    • Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo (FDTD).
    • Método de modelado mediante líneas de Transmisión (TLM).
    • Método de los Momentos (MoM).
    • Método de los Elementos Finitos (FEM).

Práctico

  1. Introducción a la programación eficiente.
  2. Simulación de propagación de señales electromagnéticas en medios materiales utilizando FDTD.
  3. Propagación de señales electromagnéticas en líneas de transmisión con pérdidas: Medidas y simulación (TLM).
  4. Resolución de ecuaciones integrales (EFIE y MFIE) mediante el método de los momentos (MoM).
  5. Interacción de ondas electromagnéticas con superficies conductoras complejas. 
  6. Sección Recta de Radar (RCS) y Scattering.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • "Numerical Techniques in Electromagnetics with MATLAB", Matthew N.O. Sadiku, CRC Press, 3rd Edition, 2015.
  • "Computational Methods for Electromagnetics", Andrew. F. Peterson, Scott L. Ray, Raj MittraWiley-IEEE Press.
  • "Essentials of Computational Electromagnetics", Xin-Quin Sheng and Wei Song, Wiley-IEEE Press, 2012. 

Los dos últimos se encuentran accesibles a través de:

(https://biblioteca.ugr.es/pages/biblioteca_electronica/libros_enciclopedias_electronicos/wileyieee)

Bibliografía complementaria

  • "Computational Electromagnetics. Recent Advances and Engineering Applications", Raj Mittra (editor), Springer, 2014.
  • "Electromagnetics Simulations Using the FDTD Method with Phyton", Jennifer E. Houle, Dennis M. Sullivan, Wiley-IEEE Press, 2020. 
  • "Advanced Engineering Electromagnetics, Balanis", C. A., 2nd Joh Wiley & Sons, 2012.

Enlaces recomendados

Metodología docente

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)

Evaluación Ordinaria

La evaluación ordinaria se basa en la evaluación continua del estudiante. Para superar la asignatura se exige asistencia obligatoria a las pruebas de evaluación, y asistencia obligatoria como mínimo al 80% de las sesiones de prácticas. Las pruebas de evaluación son:

  • Teoría: Evaluación por cuestionarios y/o entrega de problemas al final de cada tema.  (10% de la calificación final)
  • Prácticas: Evaluación por cuestionarios y/o entrega de trabajos prácticos. (30% de la calificación final)
  • Presentar y exponer un trabajo final (académicamente dirigido) que permitirá evaluar los conocimientos y competencias adquiridos. (60% de la calificación final)

Evaluación Extraordinaria

Se hará un examen puntuado de 0 a 10 con preguntas de tipo teórico y práctico que garanticen que el alumno ha adquirido la totalidad de las competencias descritas en esta guía docente. Después la prueba de evaluación habrá, a indicación del profesor, un debate individual sobre el contenido de la prueba que será determinante en la calificación de la misma.

Evaluación única final

Se hará un examen puntuado de 0 a 10 con preguntas de tipo teórico y práctico que garanticen que el alumno ha adquirido la totalidad de las competencias descritas en esta guía docente. Después de cada prueba de evaluación habrá un debate individual sobre el contenido de la prueba que será determinante en la calificación de la misma.

Información adicional