Denominación de la asignatura: Análisis de Datos Numéricos y Experimentales
Postgrado al que pertenece: Máster en Mecánica de Fluidos Computacional
Créditos ECTS: 6
Carácter de la asignatura: Obligatoria

Presentación

Esta asignatura aporta los conocimientos necesarios para que el alumno que la supere disponga de las habilidades para utilizar de forma experta las diferentes herramientas y técnicas de visualización y de análisis de datos.

En este curso el alumno adquirirá experiencia en el empleo del lenguaje de programación de Matlab, así como en las diferentes estrategias de análisis de series temporales de datos. La utilización de los gráficos en Matlab se complementa con la introducción a la visualización científica con ParaView. Una parte importante de la asignatura está dedicada al estudio de series temporales y de algunas de las diferentes metodologías de análisis que pueden aplicarse en su estudio.

En los temas finales se introduce el concepto de filtrado y el análisis de ondículas, el cual permite descomponer los datos, ya sean series temporales, imágenes o aquellos que cuenten con una determinada distribución espacial. La descomposición de los datos en representaciones a diferentes escalas de frecuencia puede facilitar su análisis y ayudar en la obtención de las estructuras que se repiten dentro de la serie. Asimismo, a lo largo de la asignatura se plantean diferentes casos prácticos, que los alumnos deberán solucionar individualmente o trabajando en equipo.

Competencias básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.

Competencias específicas

  • CA4. Distinguir los diferentes tipos de ecuaciones diferenciales parciales existentes y conocer los diferentes métodos de resolución analítica o numérica disponibles.
  • CA5.Definir y saber aplicar las diferentes estrategias computacionales que se pueden utilizar para la resolución de las ecuaciones diferenciales parciales y diseñar algoritmos que implementen las técnicas de resolución elegidas.
  • CA10. Ser capaz de generar algoritmos propios que permitan procesar, visualizar y analizar datos utilizando diferentes técnicas analíticas y numéricas que permitan extraer y gestionar información relativa a las características del flujo y a los fenómenos que este genera en su entorno
  • CA11. Identificar los diferentes formatos en que se pueden encontrar los datos y determinar el mejor método y programa informático (libre o comercial) para su correcta visualización y análisis.

Competencias transversales

  • CT2. Formular valoraciones a partir de la gestión y uso eficiente de la información.

Tema 1. Introducción

  • Introducción y objetivos    
  • Acceso a los recursos digitales de la URV  
  • Programas de análisis y de visualización de datos 
  • Instalación de MATLAB   
  • Instalación de ParaView    

Tema 2. Fundamentos de MATLAB

  • Introducción y objetivos    
  • ¿Qué es MATLAB?    
  • Entorno de trabajo en MATLAB    
  • Ayuda en MATLAB    
  • Operaciones básicas    
  • Scripts    
  • Entrada y salida de datos    
  • Lectura y escritura de ficheros    
  • Uso de bucles    
  • Estructuras de selección    
  • Gráficos    
  • Funciones definidas por el usuario    
  • Estrategias de programación   

Tema 3. Visualización científica con ParaView

  • Introducción y objetivos
  • Conceptos básicos    
  • Interfaz de usuario    
  • Tipos y formato de datos    
  • Lectura de datos    
  • Filtros y manipulación de datos 
  • Visualización    
  • Selección de datos    
  • Animación    
  • Almacenamiento de gráficos    
  • MATLAB y ParaView    

Tema 4. Caso práctico I

  • Introducción y objetivos    
  • Problema estudiado    
  • Trabajando con MATLAB    
  • Cálculo de nuevas variables    
  • Exportación de los datos en vtk    
  • Trabajando con ParaView    

Tema 5. Series temporales

  • Introducción y objetivos    
  • Series temporales    
  • Características de las series temporales    
  • Estadísticos descriptivos   
  • Distribución de probabilidad    
  • Autocorrelación    
  • Correlación cruzada    
  • Espectro    
  • Algunas funciones de MATLAB    

Tema 6. Filtrado de señales

  • Introducción y objetivos    
  • Tipos y características de los filtros    
  • Filtros pasa-bajos   
  • Filtros en MATLAB   

Tema 7. Wavelets

  • Introducción y objetivos    
  • ¿Que son las wavelets?    
  • Definición matemática    
  • Transformada continua/discreta    
  • Herramientas disponibles en MATLAB    
  • Aplicación de DWT
  • Análisis 2D y aplicación a imágenes

Tema 8. Caso práctico II

  • Introducción y objetivos    
  • Problema propuesto    
  • Análisis estadístico    
  • Aplicación de filtros    
  • Utilización de la trasformada de ondículas    

Las actividades formativas de la asignatura se han elaborado con el objetivo de adaptar el proceso de aprendizaje a las diferentes capacidades, necesidades e intereses de los alumnos.

Las actividades formativas de esta asignatura son las siguientes:

  • Trabajos. En la programación semanal, puedes consultar cuándo hacerlos y en el Aula virtual encontrarás toda la información sobre cómo desarrollarlos y cómo y cuándo entregarlos.
  • Participación en eventos. Son eventos programados todas las semanas del cuatrimestre: sesiones presenciales virtuales, foros de debate.
Descargar programación

Estas actividades formativas prácticas se completan, por supuesto, con estas otras:

  • Estudio personal
  • Tutorías. Las tutorías se pueden articular a través de diversas herramientas y medios. Durante el desarrollo de la asignatura, el profesor programa tutorías en días concretos para la resolución de dudas de índole estrictamente académico a través de las denominadas “sesiones de consultas”. Como complemento de estas sesiones se dispone también del foro “Pregúntale al profesor de la asignatura” a través del cual se articulan algunas preguntas de alumnos y las correspondientes respuestas en el que se tratan aspectos generales de la asignatura. Por la propia naturaleza de los medios de comunicación empleados, no existen horarios a los que deba ajustarse el alumno.
  • Examen final presencial

Las horas de dedicación a cada actividad se detallan en la siguiente tabla:

ACTIVIDADES FORMATIVAS HORAS POR ASIGNATURA % PRESENCIAL
Sesiones presenciales virtuales 15 horas 100%
Lecciones magistrales 6 horas 0
Estudio del material básico 50 horas 0
Lectura del material complementario 25 horas 0
Trabajos, casos prácticos, test 17 horas 0
Sesiones prácticas de laboratorio virtual 12 horas 16,7%
Tutorías 16 horas 30%
Trabajo colaborativo 7 horas 0
Examen final presencial 2 horas 100%
Total 150 horas -

Bibliografía básica

Recuerda que la bibliografía básica es imprescindible para el estudio de la asignatura. Cuando se indica que no está disponible en el aula virtual, tendrás que obtenerla por otros medios: librería, biblioteca...

Los textos necesarios para el estudio de la asignatura han sido elaborados para la asignartura y están disponibles en formato digital para consulta, descarga e impresión en el aula virtual.

Bibliografía complementaria

  • Ayachit, U. (2015). The ParaView Guide: A Parallel Visualization Application. Nueva York: Kitware.
  • Çengel, Y.A. y Cimbala, J. M. (2006). Mecánica de fluidos: fundamentos y aplicaciones, Madrid: McGraw-Hill Interamericana.
  • Hahn, B.H. y Valentine, D.T. (2017). Essential Matlab for Engineers and Scientists. Ámsterdam: Esevier.
  • Jeong J. y Hussain F. (1995). On the Identification of a Vortex. J. Fluid Mech., Vol. 285, 69–80.
  • Moreland, K. (2017). The ParaView Tutorial. Recuperado de https://www.paraview.org/download/
  • Pallarés, J., Cuesta, I., Grau, F.X. y Giralt, F. (1996). Natural convection in a cubical cavity heated from below at low Rayleigh numbers. Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 39(15), 3233–3247.
  • Pallarés J., Grau F.X. y Giralt F. (1999). Flow transitions in laminar Rayleigh-Benard convection in a cubical cavity at moderate Rayleigh numbers. Int. Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 42, 753-769.
  • Valencia, L. (2005). Estudio numérico y experimental de flujo Rayleigh-Bénard en cavidades cúbicas para régimen transitorio y turbulento (Tesis doctoral). Recuperada de http://ecommfit.urv.es/doc/phd/PhD2005_LValencia.pdf

El sistema de calificación se basa en la siguiente escala numérica:

0 - 4, 9 Suspenso (SS)
5,0 - 6,9 Aprobado (AP)
7,0 - 8,9 Notable (NT)
9,0 - 10 Sobresaliente (SB)

La calificación se compone de dos partes principales: actividades realizadas a lo largo del curso y un examen final.

La evaluación continua supone el 40% de la calificación final. Este 40% de la nota final se compone de las calificaciones obtenidas en las diferentes actividades formativas llevadas a cabo durante el cuatrimestre.

Ten en cuenta que la suma de las puntuaciones de las actividades de la evaluación continua permite que realices las que prefieras hasta conseguir el máximo puntuable mencionado en la programación semanal. En ella se detalla la calificación máxima de cada actividad o evento concreto puntuables.

El examen se realiza al final del cuatrimestre y es de carácter PRESENCIAL y OBLIGATORIO. Supone el 60% de la calificación final y para que la nota obtenida en este examen se sume a la nota final, es obligatorio APROBARLO. En caso de no aprobar este examen existe la posibilidad de realizar un examen extraordinario de recuperación. La calificación de este segundo examen sustituye a la nota del primer examen y continúa teniendo un peso del 60% en la nota final de la asignatura.

El sistema de evaluación de la asignatura es el siguiente:

Sistema de evaluación Ponderación min - max
Participación del estudiante (sesiones, foros, tutorías) 0% - 40%
Trabajos, proyectos, laboratorios/talleres y casos 0% - 40%
Test de autoevaluación 0% - 40%
Examen final presencial 60% - 60%

Anton Vernet Peña

Formación académica: Doctorado en Ingeniería Química por la URV en 1997, especializado en la aplicación de técnicas experimentales en Mecánica de Fluidos y en el análisis de datos.

Experiencia: Después de un período como investigador en la Universidad de Western Ontario (Canadá), en 1999 ocupo la posición de profesor titular de universidad en el departamento de Ingeniería Mecánica de la URV en el área de Mecánica de Fluidos, de la cual es el coordinador desde hace más de 10 años. Es miembro del grupo de investigación ECoMMFiT (Experimentación, Computación y Modelización en Mecánica de Fluidos y Turbulencia) y del Center of Advanced Fluid Dynamics (Cadfluid).

Líneas de investigación:La investigación que realiza está enfocada al estudio experimental de flujos y al análisis de datos e imágenes aplicado principalmente al estudio de flujos turbulentos, a la transferencia de calor y a flujos de interés biomédico. Es co-autor de 34 publicaciones en revistas internacionales, 67 congresos internacionales y en 15 conferencias nacionales. Ha dirigido 7 tesis doctorales más 2 que están en desarrollo.

Obviamente, al tratarse de formación online puedes organizar tu tiempo de estudio como desees, siempre y cuando vayas cumpliendo las fechas de entrega de actividades, trabajos y exámenes. Nosotros, para ayudarte, te proponemos los siguientes pasos:

  1. Desde el Campus virtual podrás acceder al aula virtual de cada asignatura en la que estés matriculado y, además, al aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar. Aquí podrás consultar la documentación disponible sobre cómo se utilizan las herramientas del aula virtual y sobre cómo se organiza una asignatura y también podrás organizar tu plan de trabajo personal con tu tutor personal.
  2. Observa la programación semanal. Allí te indicamos qué parte del temario debes trabajar cada semana.
  3. Ya sabes qué trabajo tienes que hacer durante la semana. Accede ahora a la sección Temas del aula virtual. Allí encontrarás el material teórico y práctico del tema correspondiente a esa semana.
  4. Comienza con las lecturas que se te indican en el tema. Esto te ayudará a hacerte una idea del contenido más importante del tema y de cuáles son los aspectos fundamentales. Consulta, además, las otras secciones del tema que contienen material complementario (A fondo).
  5. Dedica tiempo al trabajo práctico (sección Actividades). En la programación semanal te detallamos cuáles son las actividades correspondientes a cada semana.
  6. Te recomendamos que participes en los eventos del curso (foros de debate). Para conocer la fecha concreta de celebración de los eventos debes consultar las herramientas de comunicación del aula vitual. Tu profesor y tu profesor-tutor te informarán de las novedades de la asignatura.

En el aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar encontrarás siempre disponible la documentación donde te explicamos cómo se estructuran los temas y qué podrás encontrar en cada una de sus secciones: Lecturas obligatorias, Lecturas recomendadas, Otros recursos y Actividades.

Recuerda que en el aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar puedes consultar el funcionamiento de las distintas herramientas del Aula virtual: Correo, Foro, Envío de actividades, etc.

Ten en cuenta estos consejos...

  • Sea cual sea tu plan de estudio, accede periódicamente al aula Virtual, ya que de esta forma estarás al día de las novedades del curso y en contacto con tu profesor y con tu profesor tutor.
  • Recuerda que no estás solo: consulta todas tus dudas con tu profesor-tutor utilizando el correo electrónico. Además, siempre puedes consultar tus dudas sobre el temario en los foros que encontrarás en cada asignatura (Pregúntale al profesor).
  • ¡Participa! Siempre que te sea posible accede a los foros de debate. El intercambio de opiniones, materiales e ideas nos enriquece a todos.
  • Y ¡recuerda!, estás estudiando con metodología on line: tu esfuerzo y constancia son imprescindibles para conseguir buenos resultados. ¡No dejes todo para el último día!