Ingeniería Computacional de Materiales Integrada

PRINCIPALES LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

  • Descubrimiento virtual de materiales para aplicaciones funcionales a través del uso de DFT, cluster expansion y aproximaciones atomísticas combinadas con inteligencia artificial.
  • Procesado virtual: Integración de herramientas de simulación (atomística, termodinámica y cinética computacional, campo de fase.
  • Ensayo virtual de aleaciones metálicas: Desarrollo, calibración e implementación numérica de modelos constitutivos basados en microestructura para predecir el comportamiento mecánico de cristales y policristales.
  • Ensayo virtual de materiales compuestos: Implementación de modelos constitutivos en códigos de elementos finitos para simular el comportamiento mecánico de componentes estructurales.
  • Fabricación avanzada: Modelos multifísicos de procesos de curado de materiales compuestos dentro y fuera de autoclave, evaluando la evolución de la porosidad durante el proceso. Procesos de fabricación inteligentes asistidos por simulación. Sensorización y control de proceso.
  • Estas aproximaciones son aplicadas a distintos materiales, en particular:
    • Aleaciones metálicas ligeras (Al, Mg y Ti) y sus composites. 
    • Ni-based superaleaciones. 
    • Materiales compuestos y estructuras multifuncionales. 
    • Materiales para catálisis.

  • Cálculos mediante primeros principios.
  • Mecánica y dinámica molecular.
  • Dinámica de dislocaciones.
  • Modelos cinéticos de Monte Carlo.
  • Termodinámica y cinética computacional.
  • Campo de fase.
  • Solvers de elementos finitos para problemas multifísicos.
  • Solvers basados en Fast Fourier para homogeneización computacional.
  • Métodos bottom-up (enlace entre escalas). 
  • Desarrollo de herramientas modulares multiescala. 
  • Integración de técnicas de selección rápida. 
  • Modelos concurrentes. 
  • Teoría de homogeneización.
  • Homogeneización computacional incluyendo solvers basados en FEM y Fast Fourier Transform (FFT).
  • Modelado y simulación de fenómenos de transporte multiescala (aplicación a materiales avanzados para baterías).
  • Modelado multiescala del crecimiento de dendritas (aproximación de red de agujas dendríticas).
  • Métodos numéricos para sólidos (aproximaciones basadas en elementos finitos y FFT).
  • Mecánica y micro-mecánica computacional.
  • Informática de materiales para el análisis de grandes conjuntos de datos.
  • Modelado y simulación de fragilización por H2 en tanques y tuberías metálicas.
  • Estudio de mecanismos de diffusion de Hidrógeno en metales.
  • Descubrimiento de nuevos catalizadores para producción de H2 y celdas de combustible.
  • Descubrimiento de nuevos catalizadores para la reacción de reducción de CO2.
  • Diseño y ensayo virtual de propiedades mecánicas de metamateriales.
  • Simulación de procesos de fabricación aditiva en metales incluyendo la simulación macroscópica de procesos termo-mecánicos mediante modelos multifísicos de elementos finitos, evolución de microestructura mediante campo de fase y predicción de respuesta mecánica utilizando homogeneización computacional de policristales.
  • Descubrimiento de materiales porosos para aplicaciones de energía (captura y almacenamiento de CO2, almacenamiento de metano).
  • Diseño de líquidos iónicos.
  • Descubrimiento de materiales: estructuras con alta capacidad de adsorción y desorción de H2.
  • Diseño de Metal Organic Frameworks para separación de gases para anestesia (Xe/Kr).