Abrir menu principal

Modelaige cumputacional ye ua ária de coincimiento multidisciplinar que trata de l'aplicaçon de modelos matemáticos i técnicas de la cumputaçon a l'análeze, cumprenson i studo de la fenomenologie de porblemas cumplexos an árias tan abrangentes quanto las angenharies, ciéncias satas, biológicas, houmanas, eiquenomie i ciéncias ambientales.

Tabela de cuntenido

AntroduçonEditar

La modelaige cumputacional ye la ária que trata de la simulaçon de soluçones para porblemas científicos, analisando ls fenómenos, zambolbendo modelos matemáticos para sue çcriçon, i eilaborando códigos cumputacionales para oubtençon daquelas soluçones. Ye ária an spanson, d'ampla aplicaçon, an:

Alguas árias d'atebidade eiquenómica qu'aufíren benefícios de la modelaige cumputacional son:

MotibaçonEditar

La sofisticaçon de ls porblemas cun que l'houmanidade ten se deparado nas radadeiras décadas, an árias tan dibersas cumo las megaestruturas i la macánica de l cuntino, la nanotecnologie, la genómica i la bioinformática, la cumputaçon quántica, l'ecologie, i l'astrofísica, an nuobos materiales i an zambolbimiento sustentado, la títalo d'eisemplo, ne ls apersenta eisigéncia de repuostas sponencialmente mais cumplexas cun relaçon àquelas que percisamos gerar ne l passado, apersentando pa la ciéncia i pa la quemunidade científica un zafio: la necidade d'oubtençon de repuosta cada beç mais sofisticadas, oubjetibando tratar aqueilha cumplexidade, an tiempo sucessibamente menor i por meio de soluçon de porblemas cumplexos.

Porblemas cumplexosEditar

Porblemas cumplexos, ó de grande grau de cumplexidade, resultan an anflaçon de la cantidade de bariables físicas a manipular i cuntrolar ne l porcesso de stablecimiento de l porblema, establecimiento d'heipóteses pa l modelo, proposiçon de teories, postulados i teoremas, guias pa la busca de soluçon de l porblema, cuntrole, aferimiento i aprossimaçon de la soluçon. Usualmente porblemas cumplexos demandan fuorte sfuorço de cálclo, a partir de l stablecimiento de modelos matemáticos robustos ó de l stablecimiento de teias de relaçones antre bariables an dibersas scalas d'ouserbaçon, zde a nano, passando pula micro, até l macro. L'eixe de stablecimiento de l modelo de soluçon de porblemas cumplexos ten sido l'ouserbaçon de l porblema, de sue fenomenologie i la cuncepçon de l modelo físico i de l modelo fenomenológico qu'antecede l zambolbimiento de l modelo matemático, zambolbimiento de l sistema d'eiquaçones que regen l porblema, i sue soluçon cumputacional mediante un código apropiado. L stablecimiento desta cuncepçon de tratamiento i abordaige de porblemas cumplexos an ciéncia, bien cumo de sue soluçon a partir deste modelo, cunsidrando ua dibersidade de modelos qualitatibos, i subretodo modelos quantitatibos, an abordaige numérica usualmente cumputacional, busca assi superar l'ancerteza na trajetória d'eiboluçon de l porblema sob análeze, i subre las bariables de l porblema.

Modelos matemáticos stablecidos a partir de modelos fenomenológico, recaen an sistemas d'eiquaçones defrenciales parciales ó d'eiquaçones defrenciales ourdinárias d'eilebado númaro de ancógnitas, demandando fuorte sfuorço cumputacional na sue soluçon. L'aprossimaçon de las soluçones dessas eiquaçones por procedimientos numéricos tornou-se neçaira a la medida que las ciéncias ambientales, angenharies, tecnológicas i las ciéncias niológicas i de la salude abançában ne l sentido de la sastifaçon de las necidades houmanas.

Abordaige de soluçonesEditar

 
Catura de tela dua spriéncia cumputacional tridimensional, 3D, animada cun ua criaçon de l modelo subre base eisolation, Charlottesbille, U.S.[1]

L'abordaige cumputacional ye l'adotada na modelaige cumputacional. Trata-se de ária Anterdisciplinar pa l stablecimiento de modelos, cun adoçon de formulaçones matemáticas na soluçon de porblemas científicos an streita aliança i antegraçon culas linhas de pesquisa que definen las árias de coincimiento associadas als porblemas cumplexos. Ls resultados porjetados ouferecen ua metodologie pa la detreminaçon, ne l tiempo i ne l spácio de l'ampato d'anterbençones houmanas, cumo por eisemplo ne l çmatamiento de mata natiba i amplantaçon d'andústrias, cun base ne l coincimiento de l fluxo de las sustáncias ó materiales ambolbidos nas eimissones andustriales i ne l trasporte destas ne l'ambiente, de las taxas d'acumulaçon nas árias d'anfluéncia i projeçon de ls eifeitos subre las populaçones afetadas.

Tal abordaige cumpone la ária de modelaige cumputacional, na anterface culas angenharies, la matemática cumputacional, la física cumputacional, i cula cumputaçon científica, pertinente á abordaige de soluçones para porblemas cumplexos, pertinente a la macánica de l cuntino. Na modelaige cumputacional ls porblemas tratan d'eilebado númaro de bariables, propondo-se l'adoçon de métodos numéricos de tratamiento de l porblema, associado a la ferramienta cumputacional, i a las técnicas de porgramaçon abançadas, adequadas a l'outimizaçon de la busca de las soluçones de ls porblemas cumplexos. Tal procedimiento ye adequado tanto a meios cuntinos, homogéneos cumo heiterogéneos, bien cumo la sistemas çcretos, determinísticos i porbabilísticos, ancorrendo an menor custo cumputacional.

Abrangéncia i anterfacesEditar

La ária qu'eiqui cunceituamos, ye tamien chamada cumo simulaçon cumputacional científica i macánica cumputacional. Trata-se de ária qu'angloba l cunjunto de coincimientos relacionados als métodos numéricos qu'ambolben ls procedimientos d'análeze i soluçon de porblemas cumplexos relacionados a la Macánica de l Cuntino, a las Ciéncias Satas i a las Ciéncias Naturales i Ciéncias de l Meio Ambiente, la Fenómenos Biológicos, i a la Macánica Orgánica. Diç respeito al studo de árias dibersas, particularmente la Macánica de ls Sólidos i la Macánica de ls Fluidos, la Biofísica i Biomecánica, la Sistemas Ecológicos i Populacionales. Sou campo d'aplicaçon, i scalas d'ouserbaçon, abrange las scalas spacial i de l tiempo, trasientes i stacionairos. La modelaige cumputacional, çtina-se a la soluçon de porblemas cumplexos regidos por eiquaçones defrenciales ourdinárias i eiquaçones defrenciales parciales, i la porblemas de balores eniciales i de porblemas de balores de cuntorno.

Ourige i aplicaçonesEditar

Reunindo un grupo de coincimientos ouriginados na Macánica Clássica i na Angenharie Macánica, passou la superá-las, i ten sido outelizado ne l meio académico i técnico, chamando l cunjunto de coincimientos fuortemente associados al amprego de cumputadores na soluçon de porblemas científicos i particularmente métodos numéricos, tales cumo:

  1. nas Angenharies, an Ciéncias Tecnológicas, i nas Ciéncias Satas: abrangendo la macánica de l cuntino, macánica de ls sólidos, macánica de ls fluidos, macánica de las struturas, nanotecnologie i nanofísica, macánica de ls tierras i fundaçones, macánica de la fratura, teorie de l'eilasticidade, teorie de las struturas i resisténcia de ls materiales, aspetos de teorie de porjetos i porjeto auxeliado por cumputador, angenharie assistida por cumputador, plasticidade i biscoelasticidade, scoamiento de fluidos, scoamiento i macánica de ls meios porosos, outimizaçon i porgramaçon linear, métodos bariacionales i métodos numéricos, algoritmos genéticos, cumputaçon paralela i cumputaçon çtribuída, bisualizaçon científica, modelaige molecular, teorie de l caos, i la álgebra an sues dibersas teories, dentre outras aplicaçones.
  2. an Ciéncias Ambientales: an ecologie cumputacional, an modelaige d'ecossistemas i biomas, na simulaçon i modelaige de trocas de massa i einergie antre populaçones, destas pa l meio ambiente, i antre ecossistemas, ne l zambolbimiento de métodos numéricos de soluçon de sistemas de EDOs i EDPs, studos d'ampato de çmatamiento de mata natiba, de las altaraçones ambientales decorrientes, simulaçon i projeçon temporal. Modelos d'amplantaçon d'andústrias, i simulaçon d'ampato ambiental detreminada pula amplantaçon de sistemas de porduçon. Simulaçon, análeze, modelaige i projeçon temporal i spacial de l fluxo de las sustáncias ó materiales ambolbidos nas eimissones andustriales i ne l trasporte destas ne l'ambiente, de las taxas d'acumulaçon nas árias d'anfluéncia i projeçon de ls eifeitos subre las populaçones afetadas
  3. an Ciéncias Biológicas i de la Salude: abrangendo la genómica i la proteómica cumputacionales, simulaçon d'açon de proteínas i de sequéncias de códigos genético, bisualizaçon spacial de sequéncias genéticas, modelaige spacial de proteínas, modelaige strutural de bírus i batérias, análeze de mobimientos de seres microscópicos, modelaige heimodinámica, de sistemas ourgánicos, de l'açon farmacológica i de la simulaçon birtual de drogas terapéuticas ó curatibas. Modelos cumputacionales odontológicos, protéticos i d'amplantes. Modelaige de sistemas ourgánicos biofísicos, biomecánicos i telemobles.

Debe ser ouserbado, tamien, que nun se trata de ária de la Ciéncia de la Cumputaçon, inda que cun esta anter-relacionada, i si de la possibelidade d'aplicaçon de cunceitos i eideias abrangendo las etapas d'análeze i cumprenson de l fenómeno sob studo, establecimiento de sistema d'eiquaçones adequado la simulaçon de l fenómeno an queston, zambolbimiento de softwares adequados a la soluçon de l porblema científicos abordado, i aplicaçon a a studo teórico ó prático, cumprendendo análeze crítica de ls resultados i calibraçon de l modelo zambolbido.

Métodos i técnicasEditar

Alguns de ls métodos studados na modelaige cumputacional cun direcionamiento a la soluçon de porblemas típicos de las angenharies, de las ciéncias satas, biológicas i ambientales, son: Métodos de ls Eilemientos Finitos, Métodos de ls Eilemientos de Cuntorno, Método de ls Belumes Finitos, Métodos de las Defrenças Finitas, Método Antegral i Bariacional, Métodos Outoadatatibos, cumputaçon çtribuída, Redes i Grids Cumputacionales, Cumputaçon Betorial i Paralela Aplicada, Pré i Pós-processamiento Gráfico i Outimizaçon, Sistemas de Ourientaçon Spacial, Modelaige de l Spácio Houmano, Simulaçon Cumputacional, rialidade birtual i Protótipos Cumputacionales.

La modelaige cumputacional outeliza un cunjunto de métodos, ferramientas i formulaçones direcionadas a la soluçon de porblemas cumplexos, ambolbendo grande númaro de bariables, bolumosa massa de dados, processamiento i manipulaçon d'eimaiges. Zambolbimiento de modelos matemáticos i de métodos numéricos, bien cumo çcretizaçon i tratamiento de meios cuntinos stan ne l sou campo d'abrangéncia.

La Modelaige Científica Cumputacional aplica anton la cumputaçon l'outras árias de l coincimiento. Eilha permite que se crien modelos cumputacionales para situaçones an que ye ampossible ó mui caro testar ó medir las dibersas soluçones possibles para un fenómeno a partir de modelos spurmentales ó por soluçon analítica. Biabeliza l'adoçon d'abordaige cumputacional, abançando para alhá de las lemitaçones, cumpletando i antegrando-se l'estas outras abordaiges i muitas bezes sendo la única oupçon, a l'abordaige spurmental i a l'analítica.

Por modelaige científica cuncebe-se nun solo la modelaige relacionada al zambolbimiento de métodos numéricos i bariacionales, cumo tamien a la cumprenson i zambolbimiento de modelos associados a la fenomenologie física de ls porblemas cumplexos, aplicaçon de modelos yá zambolbidos, simulaçon, prebison i projeçones temporales i spaciales de l zambolbimiento de soluçones para aqueilhes porblemas.

Lemitaçones an ciéncia cognitiba[2]Editar

Puoden aparecer porblemas quando se simula porcessos cognitibos, por causa de las lemitaçones de l cumputador. Fui sugerido por Palmer i Kimchi que se puode specificar ua teorie sucessibamente cun mais detalhe até chegar al punto de ser possible screbir un porgrama de cumputador i que debe ser possible tamien d'apartar a partir de que punto ye que l'amplementaçon ye dependente de la lenguaige de porgramaçon i máquina, an beç de ser depender de l cérebro. Ye que l porgrama bai tener siempre aspetos que nun stan relacionados cula teorie psicológica, mas que la tecnologie çponible ampone al pesquisador. Un eisemplo son las funcionalidades que son ancluídas ne l porgrama para saber qual ye l sou stado anterno la detreminada altura anquanto corre, i que, oubbiamente, nun stan relacionadas cul funcionamiento de l cérebro.

L zampenho tamien puode ser porblemático, porque tamien ye lemitado cula tecnologie çponible, sendo ampossible acumparar diretamente las belocidades de repuostas d'ambos máquina i cérebro, ambora puoda haber ua relaçon de proporcionalidade antre ls dous, ó ne l mínimo l perduto d'ambos debe star bastante próssimo.

Ber tamienEditar

RefrénciasEditar

  1. Earthquake Performance Eibaluation Tol Online
  2. Eysenck, Michael W.: "Cognitibe Psychology: La Student's Handbook", páiginas 15 i 16. Psychology Press, 1990 ISBN 0-86377-154-8.