La multifísica es una herramienta de modelización computacional que implica simulaciones en las que están presentes múltiples modelos físicos o múltiples fenómenos físicos simultáneos, y suele implicar la resolución de sistemas acoplados de ecuaciones diferenciales parciales. Por ejemplo, se utiliza en el análisis computacional de procesos y sistemas que traten fenómenos acoplados relacionados con dinámica de fluidos, transferencia de calor, mecánica estructural, acústica, electromagnetismo, óptica, cinética química, dinámica molecular, etc.

Este año, la Universidad de Málaga ha creado la Multiphysics Modeling School (MMS) [1], la cual ofertará el Master's Degree in COMSOL Multiphysics Modeling. Este máster se realizará desde Octubre del 2023 hasta Junio del 2024, será dictado completamente online y en inglés. La organización ha sido llevada a cabo por la Universidad de Málaga la cual ha tenido la colaboración de otras instituciones como Addlink Software Científico, COMSOL, la Universidad Politécnica de Cataluña, el Instituto de Matemática Interdisciplinar (IMI) de la Universidad Complutense de Madrid y el Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional (iC1).

Una de las características más relevantes de MMS es que tendrá 4 especializaciones (programas) posibles que el alumno puede elegir. Éstas son: Electromagnetismo & Óptica, Mecánica Estructural & Acústica, Fluido Dinámica & Transferencia de Calor y finalmente Ingeniería Química & Electroquímica (ver Tabla 1). De acuerdo con la tabla, las asignaturas básicas y avanzadas son comunes para todos los alumnos. Sin embargo, las 5 asignaturas aplicadas son específicas según la elección de los interesados.

Las ventajas tras haber cursado uno de los programas es múltiple tanto para científicos, ingenieros y miembros de una empresa. Para el caso de los científicos, les permite obtener un conocimiento más detallado y profundo de los mecanismos subyacentes que a menudo están fuera del alcance experimental. Por otro lado, permite validar las ecuaciones que gobiernan un fenómeno al ser comparadas con datos experimentales. Con lo anterior se puede encontrar los parámetros clave. Esto convierte la simulación multifísica en una poderosa herramienta en la investigación científica actual. La aplicación de herramientas de la multifísica se ve reflejado en el número de publicaciones científicas que incorporan la modelización multifísica, ya que ha ido aumentando exponencialmente año tras año (Figura 1).

En el caso de ingenieros, les permite generar modelos muy realistas que incluyen el acoplamiento de diferentes efectos simultáneos. Así, se puede predecir con gran precisión el comportamiento de todo tipo de diseños, productos y dispositivos, así como facilitar su posterior optimización, ahorrando tiempo y dinero. Este hecho lo hace muy interesante para añadir al catálogo de habilidades y conocimientos de los ingenieros actuales.

Finalmente, los departamentos de investigación y desarrollo e innovación (I&D+i) de las empresas se benefician al poder crear modelos complejos de sus sistemas y dispositivos. Esto se basa en el hecho de que, cuanto mejor se comprenda el comportamiento real en la fase de diseño, antes de fabricar prototipos físicos, más se podrá optimizar el rendimiento de los productos y procesos y resolver posibles problemas, ahorrando tiempo, trabajo y costes posteriores.

Figura 1: Número de publicaciones que tratan "multiphysics" por año, desde el 2000 hasta el 2021, de acuerdo con Web of Science.

Por lo tanto, la modelización multifísica proporciona múltiples e importantes beneficios a empresas, científicos e ingenieros, tanto desde el punto de vista de la investigación básica como de la investigación aplicada y el desarrollo de productos y procesos. En efecto, poseer buenos conocimientos de modelización multifísica aumenta la calidad y cantidad de los trabajos de investigación, lo que repercute directamente en el éxito de una carrera científica, y que se ven reflejados. Para el desarrollo de productos, dichos conocimientos aumentan la versatilidad y eficiencia de las tareas de diseño y optimización, hecho que es valorado por las empresas tecnológicas e industriales. Así, una buena formación del personal en modelización multifísica es esencial para la eficacia del proceso de investigación y desarrollo en las empresas tecnológicas e industriales, lo que en última instancia redundará en una mejora de la competitividad de la empresa.

Tipo de asignaturas	Electrogagnetism & Optics	Structural Mechanics & Acoustics	Fluid Dynamics & Heat Transfer	Chemical Engineering & Electrochemistry
Básicas	Mathematical Foundations Basic Methods in COMSOL Multiphysics Geometry, Materials and Meshing Studies and Solvers. Results Basic Physics and Mathematics Interfaces
Aplicadas	Electric and Magnetic Devices Electromagnetic Waves. RF Seminar Ray Optics Multiphysics Charge Particle Tracing	Structural Mechanics Acoustics Non-linear Structural Material Models Multiphysic Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS)	Computational Fluid Dynamics Heat Transfer Flow and Heat Transfer in Porous Media Multiphysics Particle Tracing in Fluids	Chemical Engineering and Thermodynamics General Electrochemistry Battery, Fuel Cell and Electrolyzer Design Fluid Flow, Heat Transfer and Species Transport Multiphysics Coupling
Avanzadas	Physics Builder Application Builder Optimization MATLAB & COMSOL Multiphysics Java Methods in COMSOL Multiphysics

Tabla 1: Asignaturas básicas, aplicadas por área específica y avanzadas.

Enlaces de interés

Para aplicar al máster, se tiene que ir al enlace de Apply [2]. Allí se encuentra la información sobre requisitos, así como también los plazos y precios, así como también de los requerimientos. Desde la página de la Multiphysics Modeling School, si una persona quiere más información puede pulsar sobre Contact. Las presentaciones y tesis de máster de otros años se pueden ver en la sección Master’s thesis. Información con respecto al equipo docente y metodología de trabajo se puede ver en [5] y [6].

[1] https://www.multiphysics.uma.es/home
[2] https://www.multiphysics.uma.es/home/enrollment/
[3] https://www.multiphysics.uma.es/home/masters-thesis/
[4] https://www.multiphysics.uma.es/home/teaching-team/
[5] https://www.multiphysics.uma.es/home/methodology/