Obligatorio, 6 créditos.

Este módulo constituye una introducción a los métodos de investigación para la formación de un espíritu metodológico crítico. Está orientado al aprendizaje de las principales metodologías científicas y a la estructuración de su línea de investigación en el marco de un proyecto de investigación teórico o aplicado, desde el planteamiento del problema hasta la difusión de los resultados.

Objetivo:

• Entender la relevancia de la investigación científica, sus conceptos básicos, y la aplicación de esta investigación como un proceso creativo en la academia o en la industria. Comprender el rol del investigador, y entender la ética del proceso científico y tecnológico.

Obligatorio, 8 créditos

Este módulo tiene la motivación de presentar a los participantes las distintas técnicas para obtener y presentar el Estado de Arte del tópico de la tesis. Es frecuente que el segundo capítulo de una tesis doctoral en ingenierías se denomine “Estado del Arte” donde se presentan los modelos, técnicas y teorías relacionadas con dicha tesis doctoral. Este capítulo es fundamental para explicar las aportaciones al conocimiento que realiza la tesis al estado del conocimiento actual.

Objetivo:

• Aprender a buscar, integrar, organizar y presentar el conocimiento existente asociado a una investigación Determinar cómo se ha tratado el tema, como se encuentra al momento de la investigación y cuáles son las tendencias. Para ello se deben realizar las fases heurística y hermenéutica como parte del proceso

Obligatorio, 8 créditos

En paralelo al curso “Metodología de Investigación”, en este módulo se comenzará a profundizar conocimientos teóricos, prácticos y metodológicos en el área de investigación de la Tesis del candidato. Se hará una introducción del estado del arte de la Tesis. El alumno deberá demostrar autonomía y el Profesor Tutor estará a cargo de facilitar la comprensión del tópico y de la revisión del desempeño.

Objetivos:

• Definir objetivos de la investigación
• Formular hipótesis y preguntas de investigación
• Determinar alcances y limitaciones

Obligatorio, 6 créditos

Este módulo profundiza en los aspectos metodológicos de la investigación de la Tesis del candidato y en la revisión de contenidos especializados. Se perseguirá la obtención de resultados preliminares y su posterior análisis. El alumno debe demostrar independencia y el Profesor Tutor estará a cargo de facilitar la comprensión del tópico y de la revisión del desempeño.

Objetivos:

• Definir metodología de investigación y planificar actividades.
• Análisis de resultados preliminares.

Obligatorio, 30 créditos

En este módulo, y a partir de la metodología definida anteriormente en los módulos “Investigación Dirigida” y “Unidad de Investigación”, el candidato ejecutará y finalizará el proceso investigativo. El alumno debe demostrar autonomía y el Profesor Supervisor estarááa cargo de facilitar la comprensión del tópico y de la revisión del desempeño.

Objetivos:

• Ejecutar el proceso investigativo
• Obtener y organizar los resultados
• Presentar resultados (documento y exposición oral)

General, 5 créditos

Este módulo tiene un componente eminentemente práctico, donde el estudiante adquirirá las competencias necesarias para desarrollar proyectos basados en CFD. Para ello se utilizará una de las herramientas informáticas más difundidas (Ansys-Fluent).
El módulo estará centrado en los aspectos generales de las herramientas de simulación fluido-computacional, la metodología a seguir para la resolución de problemas reales, las fases de la simulación, los modelos físicos y las aplicaciones prácticas.
El curso constará de cátedras teóricas y de laboratorio (computacional), que permitirán a los alumnos profundizar en el entendimiento de estos fenómenos.

Objetivos:

• Revisar los conceptos teóricos de los fluidos y de los métodos numéricos usados en mecánica computacional (diferencias finitas, elementos finitos y volúmenes finitos)
• Modelar geométricamente, resolver numéricamente y valorar críticamente el flujo en el interior o alrededor de un cuerpo
• Adquirir los conocimientos prácticos necesarios para realizar exitosamente un proyecto de Fluidodinámica Computacional (CFD)
• Utilizar el sub-módulo Fluent del programa Ansys como herramienta para la resolución de sistemas reales que involucren fluidos con fines profesionales o de investigación

General, 5 créditos

El módulo permitirá al alumno conocer distintos modelos matemáticos aplicados a transporte de calor y masa en medios porosos saturados y no saturados resolviendo problemas acoplados de flujo convectivo y difusivo en 1D, 2D y 3D. El curso hace énfasis al transporte en material poroso como suelos, material apilado y membranas.

Objetivos:

• Analizar diferentes situaciones físicas y escoger el modelo matemático tomando en cuenta las simplificaciones adecuadas que lo describen. Los problemas que podrá resolver van desde modelos porosos permanentes 1D hasta problemas acoplados de transferencia de calor y masa, transiente en medios porosos 3D
• Programar sus propios algoritmos utilizando el método de volúmenes finitos y utilizar programas comerciales de elementos finitos (Hydrus) y volúmenes finitos (Fluent) y mediante estos describir y analizar la fluido-dinámica, transferencia de calor y masa en sistemas complejos

General, 5 créditos

molecular. Se contempla la revisión de conceptos básicos de ciencia de los materiales, métodos de mecánica molecular, Monte Carlo, Dinámica Molecular y aspectos fundamentales de la teoría de densidad funcional. A través de estos conceptos, los alumnos serán capaces de implementar estas técnicas para estudiar problemas aplicados en ingeniería tales como: difusión, transferencia de calor y comportamiento electrónico de materiales. Este curso incluye ejercicios prácticos y la realización de dos proyectos, donde los alumnos modelarán diferentes tipos de materiales utilizando software dedicados como: Xcrysden, LAMMPS, GULP, Quantum Espresso y BoltzTraP.

Objetivos:

• Conocer la teoría molecular aplicada a problemas en ingeniería
• Comprender y aplicar diferentes técnicas para analizar el comportamiento electrónico y térmico de materiales

General, 5 créditos

Este módulo está diseñado para profundizar conocimientos de transferencia de calor a escalas micro y nano, con un fuerte énfasis en el estudio de los fenómenos físicos que a ese nivel ocurren y conocer nuevos desarrollos tecnológicos en este campo.

Objetivos:

• Conocer terminología y conceptos desde el punto de vista micro y nano de la transferencia de calor
• Comprender la física de la transferencia de calor y su relevancia para procesos de almacenamiento y conservación de energía
• Aplicar los conocimientos físicos aprendidos a través de simulaciones Ab initio

General, 5 créditos

El objetivo de este módulo es entregar competencias prácticas que permitan a los estudiantes implementar sus propios algoritmos en el campo de las simulaciones computacionales.
Es una asignatura concebida para desarrollar técnicas de diseño algorítmico y programación de nivel medio a avanzado. En la primera parte del curso se repasan los elementos esenciales de la programación estructurada. En la segunda sección del curso se entregan concepto asociados al paradigma orientado a objetos. Finalmente, se discute como aplicar estos conocimientos para desarrollar heurísticas simples que resuelvan problemas de optimización.

Objetivos:

• Programar algoritmos usando lenguaje de programación de alto nivel y técnicas de estructuras de datos para la resolución de problemas complejos;
• Evaluar el desempeño de diversos algoritmos para la resolución de problemas.

General, 5 créditos

En este módulo el estudiante adquirirá las competencias que le permitirán analizar diferentes comportamientos de estructuras para desarrollar o mejorar su diseño. Para profundizar en el entendimiento de estos fenómenos, se organizarán cátedras teóricas y trabajos prácticos dirigidos utilizando el método de elementos finitos.

Objetivos:

• Evaluar diferentes fenómenos, tanto lineales como no lineales, involucrados en el diseño de estructuras
• Comprender la ortotropía en materiales compuestos laminados y será capaz de evaluar su influencia en su comportamiento.
• Utilizar el método de elementos finitos para modelar estos fenómenos y proponer mejoras al diseño de estructuras

General, 5 créditos

En este módulo el estudiante adquirirá las competencias que le permitirán conocer y determinar las propiedades más importantes de los materiales. Este módulo consta de clases teóricas y laboratorios dirigidos que permitirán a los alumnos profundizar en el entendimiento de los contenidos.

Objetivos:

• Determinar propiedades estáticas y dinámicas de los materiales y además utilizará criterios estadísticos para el trabajo con datos experimentales
• Identificar parámetros físicos de los materiales que permitan predecir su comportamiento o ser utilizados para la simulación computacional

General, 5 créditos

En este módulo el estudiante profundizará conocimientos sobre materiales con prestaciones específicas. Además, conocerá los fundamentos de la resistencia mecánica de materiales compuestos para el diseño estructural.

Objetivos:

• Conocer propiedades y aplicaciones de materiales avanzados
• Conocer principales elementos de mecánica de medios continuos
• Comprender la micro y macromecánica de materiales compuestos laminados y sus principales criterios de falla
• Conocer la teoría de homogeneización de materiales compuestos

General, 5 créditos

En este módulo el estudiante conocerá los conceptos y métodos relacionados con la selección de materiales para el diseño en aplicaciones de ingeniería. Este módulo consta de clases teóricas y trabajos prácticos dirigidos para analizar casos de selección de materiales.

Objetivos:

• Conocer los conceptos y metodologías claves del tratamiento cuantitativo de la selección de materiales.
• Comprender la relación entre los parámetros de diseño y las propiedades de materiales.
• Comprender cómo las propiedades de los materiales se ven influenciadas por el procesamiento, fabricación y condiciones de servicio y a cómo integrarlas en la selección de materiales en el rango de las aplicaciones modernas de la ingeniería.
• Preparar y enviar un artículo admisible para revisión a revista ISI

General, 5 créditos

En este módulo el estudiante profundizará conocimientos sobre resistencia de materiales, diseño asistido por computador, obtención de propiedades mecánicas, fabricación y validación experimental. A través de un proyecto integrador, se considerará el diseño, la simulación o la validación experimental de un componente mecánico.

Objetivos:

• Diseñar componentes considerando herramientas de modelamiento computacional o validación experimental.
• Estimar costos y elaborar programa de fabricación.

Electivo, 6 créditos

En este módulo el estudiante adquirirá las competencias que le permitirán aplicar el Método de Descomposición de Dominios (MDD) para el cálculo de estructuras. Este módulo consta de clases teóricas y trabajos prácticos dirigidos aplicando el MDD en ambiente Scilab.

Objetivos:

• Utilizar e implementar métodos de descomposición de dominio para modelar y estudiar estructuras simples con fenómenos lineales mediante la utilización en Scilab.
• Comprender la importancia de la utilización de precondicionadores en la programación de estos métodos para mejorar la eficiencia y escalamiento del método.

Electivo, 6 créditos

En este módulo el estudiante conocerá las causas y mecanismos de generación de las fallas más frecuentes en materiales, componentes y equipos.

Objetivos:

• Conocer el origen y causas de las fallas más frecuentes en materiales y componentes metálicos
• Conocer la metodología de análisis recomendada para el estudio de cada caso de falla.
• Conocer técnicas de análisis y aplicación de técnicas de caracterización macro y micro más adecuadas para el estudio de fallas.
• Reconocer el origen de los defectos como inherentes al material, a procesos y a operación

Electivo, 6 créditos

En este módulo los estudiantes podrán conocer sobre modelos analíticos para estudiar los mecanismos de formación y propagación de defectos. También se estudiarán métodos experimentales para conocer la resistencia a la fractura de materiales.

Objetivos:

• Mejorar el diseño de estructuras y los procesos de fabricación e inspección con la finalidad de controlar la propagación de defectos que pueden llevar a procesos catastróficos.

Electivo, 6 créditos

Los problemas que podrá resolver el alumno van desde modelos permanentes 1D hasta problemas acoplados de mecánica de fluidos y transferencia de calor y masa, transiente, 2D.
El alumno será capaz de identificar modelos matemáticos y condiciones de borde para problemas de difusión en distintos materiales y convección en material poroso, además de problemas de convección forzada y natural.

Objetivos:

• Analizar diferentes situaciones físicas y escoger el modelo matemático adecuado. Los problemas que podrá resolver van desde modelos permanentes 1D hasta problemas acoplados de mecánica de fluidos y transferencia de calor y masa, transiente, 2D.
• Identificar modelos matemáticos y condiciones de borde para problemas de difusión en distintos materiales y convección en material poroso, además de problemas de convección forzada y natural.
• Utilizar el método de volúmenes finitos programando en Fortran sus propios algoritmos y utilizar libros, paper o programas comerciales disponibles para comparar y validar sus algoritmos.

Electivo, 6 créditos

En este módulo el estudiante comprenderá el proceso de creación de proyectos innovadores o de desarrollos tecnológicos a partir de resultados científicos, considerando el entorno social y económico en el que se enmarca y la colaboración de diferentes disciplinas.

Objetivos:

• Comprender la importancia de transferir los conocimientos científicos y técnicos avanzados para valorizar los resultados de investigación y obtener ventajas competitivas.
• Proponer nuevos diseños para resolver problemas eficientemente, aplicando la metodología “design thinking”.

Electivo, 6 créditos

El módulo aborda el modelado y la predicción de propiedades de equilibro, termofísicas y de transporte en fluidos simples y complejos, con especial énfasis en compuestos que pueden ser usados como fluidos de trabajo. El curso aborda la problemática tanto desde el punto de vista del modelado simple mediante estimaciones y correlaciones como en el uso de modelos rigurosos capaces de predecir el comportamiento de una gran cantidad de propiedades. Este módulo tiene un enfoque pragmático, haciendo hincapié en los resultados y herramientas más que en el trasfondo teórico de que bajo estás subyase.

Objetivos:

• Estructurar un modelo funcional de ecuación de estado.
• Predecir equilibrio de un fluido puro y una mezcla binaria.
• Predecir propiedades termofísicas y de segundo orden.
• Predecir propiedades de transporte

Electivo, 6 créditos

El módulo aborda el modelado de fluidos, desde fluidos simples a especies con fuerzas de corto alcance o direccionales. Todo esto aplicado al modelado de máquinas térmicas, abarcando entre ellas desde sistemas clásicos de un solo efecto hasta sistemas transcritos o de absorción, donde la selección del fluido de trabajo es fundamental

Objetivos:

• Describir el funcionamiento de sistemas de potencia y refrigeración, considerando modelos rigurosos para los fluidos de trabajo.
• Desarrollar y comprender las condiciones óptimas de operación de distintas máquinas térmicas desde un punto de vista libre de modelo.
• Modelar y comprender el funcionamiento de máquinas térmicas, en cuyo funcionamiento influya el comportamiento de los fluidos de trabajo, ya sean estos puros, mezclas zeotrópicas o azeotrópicas.

Electivo, 6 créditos

En este módulo los estudiantes podrán aplicar las leyes y variables termodinámicas para la determinación de equilibrios entre fases, predicción de estabilidad de fases y construcción de diagramas de fases complejos. Además, se entregarán conocimientos acerca de la termodinámica de solidificación, termodinámica de superficies e interfaces y defectos cristalinos, con orientación al desarrollo de nuevos materiales.

Objetivos:

• Los objetivos de este curso se enfocan en la utilización de las leyes y variables termodinámicas para la determinación de equilibrios entre fases, predicción de estabilidad de fases, construcción de diagramas de fases complejos, además de un mejor entendimiento de la solidificación, superficies e interfaces y defectos cristalinos, relacionados con el campo de los materiales.

Electivo, 6 créditos

La Teoría del Funcional Densidad gracias a su capacidad predictiva y un costo computacional razonablemente moderado, es por hoy la metodología principal para cálculos de propiedades electrónicas y térmicas de materiales. Desde el punto de vista aplicado, cada vez son más los campos donde es posible visualizar aportes con esta metodología, por ejemplo, en ciencia de materiales, química y física del estado sólido, nanotecnología, química orgánica y farmacéutica, entre otros. Será necesario que los alumnos programen sus propios códigos para ejercitar y desarrollar el proyecto aplicado. Los programas por utilizar serán: Xcrysden, Quantum Espresso, y BoltzTraP

Objetivos:

• Conocer los fundamentos básicos de la Teoría del Funcional Densidad y sus avances más significativos
• Identificar las limitaciones de la Teoría del Funcional Densidad en aplicaciones cuantitativas
• Conocer los niveles de cálculo teórico para el estudio de propiedades de transporte físicas de materiales