Este curso busca capacitar a los estudiantes en métodos numéricos aplicados a la resolución de ecuaciones diferenciales parciales en geofísica. Actualmente, muchos investigadores utilizan códigos comunitarios (p. ej., desarrollados por CHEESE), a menudo con poca formación en los métodos matemáticos subyacentes. El objetivo es proporcionar una comprensión básica de diversos métodos numéricos utilizados en geofísica hoy en día. Si bien utilizamos la ecuación de onda elástica (acústica) (principalmente en 1D) para ilustrar los conceptos, el conocimiento se puede transferir fácilmente a otros sistemas geofísicos. El curso es práctico en el sentido de que proporcionamos la conexión entre el algoritmo matemático y el código real en Python mediante Jupyter Notebooks.
El formato del curso consistirá en clases magistrales intercaladas (si el tiempo lo permite) con ejercicios teóricos sencillos, preguntas de comprensión y ejercicios de Jupyter Notebook. Se abordarán los métodos de diferencias finitas, pseudoespectral, elementos lineales y espectrales (y, si hay interés, el volumen finito y el método de Galerkin discontinuo). Cabe destacar que el objetivo NO es analizar códigos específicos de la comunidad, sino proporcionar información sobre el funcionamiento interno y cómo evitar errores, y, por ejemplo, qué métodos son más adecuados para geometrías complejas, topografía, problemas con condiciones de contorno difíciles, computadoras paralelas, etc.
Conocimientos básicos de ecuaciones diferenciales parciales, transformada de Fourier, álgebra lineal y polinomios. Traer su propia computadora portátil. Ejercicios sencillos de programación con Python en Jupyter Notebooks.
Los estudiantes aprenderán a resolver una ecuación diferencial simple mediante diferentes métodos numéricos. Conocerán las particularidades de cada método y sus ámbitos de aplicación (principalmente en sismología).
SESSION 1 | ||
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09:00-09:10 | Welcome | |
09:10-09:30 | Why numerical methods? | Lecture |
09:30-11:00 | Fundamentals of wave propagation – analytical solutions – discrete models – parallel computations – finite difference method | Lecture and practicals |
11:00-11:30 | Coffee break | |
11:30-12:30 | Pseudospectral method Linear Finite-element methods |
Lecture and practicals |
13:00-14:00 | Lunch break | |
SESSION 2 | ||
14:00-15:30 | The spectral element method | Lecture and practicals |
15:30-16:00 | Coffee break | |
16:00-17:30 | Applications in Geophysics and/or (Finite-Volume Method and Discontinuous Galerkin Method) | Lecture and practicals |
18:00 | Social Gathering |
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