¿Qué estudia la física computacional?
Simulaciones numéricasRama que usa computadoras para resolver problemas físicos con métodos numéricos.
Combina física, matemáticas y programación para predecir comportamientos.
¿Por qué no basta la física teórica para todo?
Soluciones cerradasAlgunos sistemas no tienen soluciones analíticas exactas.
Ejemplo: turbulencia en líquidos o interacciones moleculares complejas.
¿Qué es un modelo computacional?
Representación matemáticaEcuaciones que describen un sistema físico para simularlo.
Puede incluir leyes de conservación, termodinámica, etc.
¿Simulación vs modelado: cuál es cuál?
Dinámica vs estructuraModelado crea la estructura; simulación ejecuta el modelo en el tiempo.
Ejemplo: modelo de tráfico vs simulación de tráfico en Medellín.
¿Qué es el método de Euler?
Aproximación paso a pasoMétodo numérico para resolver EDOs con pasos discretos.
Simple pero poco preciso para pasos grandes.
¿Para qué sirve Runge-Kutta?
Precisión mejoradaMétodo numérico de cuarto orden para resolver EDOs.
Más preciso que Euler para el mismo paso de tiempo.
¿Qué es el error de truncamiento?
Diferencia teórico vs realError por aproximar una solución continua con pasos finitos.
Depende del método y del tamaño del paso h.
¿Cuándo usar diferencias finitas?
Ecuaciones diferencialesPara aproximar derivadas en modelos con mallas espaciales.
Ejemplo: simular temperatura en una placa metálica.
¿Cómo simular un péndulo simple?
Ecuación diferencialResolver θ'' + (g/L)sinθ = 0 con Euler o Runge-Kutta.
Usa energía potencial y cinética para validar.
¿Qué es la dinámica molecular?
Átomos y moléculasSimular movimiento de átomos usando leyes de Newton.
Útil para estudiar proteínas o materiales en Medellín.
¿Qué es el método de Monte Carlo?
Aleatoriedad controladaUsar números aleatorios para resolver problemas deterministas.
Ejemplo: calcular π integrando en un cuadrado.
¿Cómo simular el clima en Colombia?
Modelos atmosféricosResolver ecuaciones de Navier-Stokes con diferencias finitas.
Incluye datos de temperatura, humedad y presión.
¿Qué es un modelo de caja negra?
Entrada-salidaRelaciona entradas y salidas sin explicar el proceso interno.
Ejemplo: red neuronal para predecir tráfico.
¿Cómo validar un modelo computacional?
Comparar con datos realesUsar mediciones experimentales para ajustar parámetros.
Ejemplo: validar modelo de contaminación en Cali.
¿Qué es la verificación de un código?
¿Hace lo que debe?Asegurar que el código implementa correctamente el modelo.
Ejemplo: probar con casos simples conocidos.
¿Qué problema de Bogotá se puede simular?
Contaminación del aireModelar dispersión de PM2.5 usando ecuaciones de difusión.
Datos de estaciones de monitoreo en la ciudad.
¿Cómo simular el tráfico en Medellín?
Modelo de celdaDividir avenidas en celdas y aplicar reglas de flujo.
Usa datos de sensores en tiempo real.
¿Qué es la contaminación en Cali?
Material particuladoPM10 y PM2.5 afectan la calidad del aire en la ciudad.
Promedio anual supera normas nacionales en zonas industriales.
¿Cómo modelar el flujo de agua en Caño Cristales?
Ecuaciones de Saint-VenantSimular nivel y velocidad del agua en ríos de la Orinoquía.
Incluye topografía y caudal medido.
¿Qué simulaciones usan datos de terremotos?
Riesgo sísmicoModelar propagación de ondas sísmicas en fallas como la de Romeral.
Importante para diseño de edificios en zonas de riesgo.
¿Qué es Python en física computacional?
Lenguaje versátilLibrerías como NumPy, SciPy y Matplotlib para simulaciones.
Gratis y con gran comunidad en universidades colombianas.
¿Qué es MATLAB para simulaciones?
Entorno numéricoHerramienta con toolboxes para modelado y simulación.
Usado en ingenierías y ciencias en Colombia.
¿Qué es LAMMPS?
Dinámica molecularSoftware para simular sistemas atómicos y moleculares.
Usado en investigación de nuevos materiales.
¿Qué es COMSOL Multiphysics?
Simulación multipropósitoSoftware para resolver problemas de física con elementos finitos.
Útil en ingeniería biomédica y mecánica.
¿Qué es Jupyter Notebook?
Documentos interactivosEntorno para combinar código, texto y visualizaciones.
Ideal para compartir resultados en proyectos académicos.
¿Qué es la estabilidad numérica?
Error no explotaPropiedad de un método numérico para no divergir ante errores.
Ejemplo: método de Euler es estable solo para pasos pequeños.
¿Qué es el método de Verlet?
Dinámica molecularAlgoritmo para integrar ecuaciones de movimiento con precisión.
Conserva energía mejor que Euler.
¿Cómo simular la energía solar en La Guajira?
Radiación solarModelar irradiancia usando datos de estaciones meteorológicas.
La Guajira tiene alto potencial fotovoltaico.
¿Qué es el método de diferencias finitas en 2D?
Malla cuadradaAproximar derivadas parciales en una malla de puntos.
Ejemplo: simular temperatura en una placa de metal.