Modelación computacional de materiales con arquitectura: Computación, matemáticas aplicadas y ciencia basada en datos

En el campo del diseño de materiales existe un interés actual por expandir el espacio de materiales mediante la exploración de arquitecturas microestructurales novedosas que aprovechan la respuesta de fases independientes. Además, ha habido una mejora en las tecnologías que facilitan la fabricación de materiales con microestructuras específicas. Así, el interés ha pasado de los "materiales por casualidad" a los "materiales por diseño", donde el papel de la simulación y la optimización es fundamental. En un futuro ideal, nos gustaría poder encontrar la microestructura para un conjunto dado de propiedades deseadas, pero actualmente, esto está más cerca de la ficción que de la realidad. En esta charla hablaremos sobre el papel que ha tenido la ciencia computacional en la modelación de materiales a diferentes escalas y de las tendencias actuales que sacan ventaja de grandes volúmenes de datos y algoritmos de aprendizaje automático.

Transcript

1. Modelación computacional de materiales con arquitectura Nicolás Guarín-Zapata Junio 2024
2. Nicolás Guarín-Zapata Profesor Asistente Universidad EAFIT
3. Materiales con arquitectura
4. Ashby, M. Materials: engineering, science, processing and design, 2019.
5. Geometry of Miura-folded metamaterials
8. http://www.mm.ethz.ch/pics/newscales.gif
10. ¿Podemos diseñar la microestructura para las propiedades que queremos?
11. Sí podemos…
12. Homogenización (problema directo) Diseño microestructural (problema inverso)
13. Variational principles and finite element Bloch analysis in couple stress elastodynamics
14. Analysis of the directionality on periodic materials
15. ¿Cuál debería ser la microestructura para nuestro propósito?
16. ¿Cómo decidimos qué arquitecturas/microestructuras estudiar?
17. Prueba y error Bioinspiración Optimización topológica Aprendizaje automático (?)
18. Optimización topológica
20. Aprendizaje de máquina (?)
21. Physics-informed machine learning
23. Optimally-Tailored Spinodal Architected Materials for Multiscale Design and Manufacturing
24. Agradecimientos
25. Manuela Gallego Ingeniería Matemática Optimización de patrones de origami
26. Maria Alejandra Botero Ingeniera Mecánica y Aeroespacial Estructuras desplegables inspiradas en origami
27. Kevin Sepúlveda Ingeniero Mecánico Optimización Estructural con Redes Neuronales
28. Juan Pablo Aguilar Ingeniero Físico Redes Neuronales Informadas por la Física
29. José Hernán Ortiz Ingeniero Físico Elasticidad no clásica
30. Nicolás Guarín-Zapata nicoguaro.github.io nguarinz@eafit.edu.co @nicoguaro Contacto