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Dinamica dei sistemi estesi

 

Dynamics of extended systems

 

Anno accademico 2017/2018

Codice attività didattica
INT0373
Docenti
Corso di studio
Laurea Magistrale Interateneo in Fisica dei sistemi complessi
Anno
1° anno, 2° anno
Periodo didattico
Secondo periodo didattico
Tipologia
C=Affine o integrativo
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
MAT/07 - fisica matematica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
  • Italiano
  • English
È utile avere nozioni di base di teoria dei sistemi dinamici
Propedeutico a
  • Italiano
  • English



 
 

Obiettivi formativi

  • Italiano
  • English

Il corso intende fornire le basi teoriche e numeriche per la comprensione della dinamica dei sistemi estesi, descritti da equazioni differenziali di campo (alle derivate parziali). Particolare attenzione verrà data alla dinamica dei fluidi, considerando in dettaglio il caso della convezione termica, vero laboratorio concettuale per la dinamica non lineare. Utilizzando l'esempio della convezione, verrà affrontato lo studio della stabilità lineare, degli sviluppi perturbativi non lineari, della formazione di pattern convettivi e delle proprietà della convezione turbolenta. Verranno discussi diversi esempi di processi convettivi in sistemi naturali, associati alla convezione atmosferica e oceanica e alla convezione nel mantello e nel nucleo terrestre. Sarà considerato anche il caso della convezione rotante. Il corso terminerà con una parte dedicata ai processi che portano alla formazione di pattern spazio-temporali e strutture coerenti in sistemi naturali, utilizzando esempi dalla geomorfologia e dalla dinamica della vegetazione.

 

Risultati dell'apprendimento attesi

  • Italiano
  • English

Capacità di utilizzare e maneggiare le equazioni a derivate parziali per i sistemi estesi, con particolare riferimento alle equazioni della dinamica dei fluidi. Conoscenza dei principali meccanismi che portano alla formazione di strutture coerenti e pattern spazio-temporali.

 

Programma

  • Italiano
  • English

Introduzione alla descrizione dei sistemi estesi e alle equazioni differenziali alle derivate parziali. 

Equazioni di Navier-Stokes e dinamica dei fluidi.

Dinamica della convezione termica, studio della stabilità lineare e sviluppi perturbativi per condizioni debolmente non lineari. Pattern spazio-temporali in convezione. Turbolenza convettiva e plumes termiche. Convezione in sistemi rotanti.

Esempi di convezione in oceano e atmosfera e nell'interno terrestre (mantello e nucleo).

Cenni sulla pattern formation in altri ambiti (geomorfologia, vegetazione).

 

Modalità di insegnamento

  • Italiano
  • English

Lezioni frontali

 

Modalità di verifica dell'apprendimento

  • Italiano
  • English

L'esame è costituito da una prova orale, della durata tipica di 30-40 minuti, nella quale viene chiesto di affrontare due, o al più tre, argomenti svolti a lezione, impostando il problema dal punto di vista sia fisico sia matematico. Il primo argomento affrontato è a scelta del candidato/a. In caso di non superamento dell'esame la ripetizione dello stesso deve avvenire almeno due settimane dopo la prima prova.

 

Attività di supporto

  • Italiano
  • English

Lezioni sull'integrazione numerica delle equazioni differenziali a derivate parziali.

 

Testi consigliati e bibliografia

  • Italiano
  • English

D.J. Tritton, Physical Fluid Dynamics, Oxford University Press, 1988.

S. Chandrasekhar, Hydrodynamic and hydromagnetic stability, Oxford University Press, 1961.

 

Note

  • Italiano
  • English

Il corso verrà tenuto da A. Provenzale (IGG-CNR) e J. von Hardenberg (ISAC-CNR).

 

Orario lezioniV

GiorniOreAula
Giovedì11:00 - 13:00Sala Castagnoli Dipartimento di Fisica
Venerdì14:00 - 18:00Aula Verde Dipartimento di Fisica

Lezioni: dal 13/01/2017 al 15/03/2017

Nota: Da Ven. 10 febbraio la lezione del venerdì si terrà in sala Castagnoli.

Registrazione
  • Aperta
     
    Ultimo aggiornamento: 09/07/2017 11:24
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