Nonlinear waves and turbulence

Oggetto:

Nonlinear waves and turbulence

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Nonlinear waves and turbulence

Oggetto:

Anno accademico 2024/2025

Codice attività didattica

FIS0260

Docenti

Guido Boffetta (Titolare del corso)
Miguel Onorato (Titolare del corso)

Corso di studio

Laurea Magistrale Interateneo in Fisica dei sistemi complessi

Anno

1° anno, 2° anno

Periodo

Primo Semestre

Tipologia

B=Caratterizzante

Crediti/Valenza

SSD attività didattica

FIS/03 - fisica della materia

Erogazione

Tradizionale

Lingua

Inglese

Frequenza

Facoltativa

Tipologia esame

Orale

Tipologia unità didattica

corso

Prerequisiti

English
Italiano

Basic knowledges on Mathematics and Physics (Bachelor's degree)

Conoscenze di base di matematica e fisica (laurea triennale)

Propedeutico a

English
Italiano

Oggetto:

To achieve the most important knowledge and techniques to study nonlinear waves and turbulence.

Acquisizione delle conoscenze e delle tecniche più importanti per lo studio delle onde nonlineari e della turbolenza.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

English
Italiano

Knowledge and understanding

Basic knowledge on the effects of nonlinearity and turbulence. Knowledge on the equations of nonlinear physics which can be integrated. Familiarity with the physics of solitons and with turbulence.

Applying knowledge and understanding

Capability to understand and handle nonlinear equations. Capability to solve simple problems regarding analitical solutions of nonlinear equations.

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding)

Conoscenze di base degli effetti della nonlinearita' e della turbolenza. Conoscenze delle equazioni integrabili della fisica nonlineare. Dimestichezza con la dinamica solitonica e con la turbolenza.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)

Capacità di comprendere e padroneggiare le equazioni nonlineari. Capacità di risolvere semplici problemi riguardanti le soluzioni analitiche di equazioni nonlineari.

Oggetto:

Programma

English
Italiano

The Fermi Pasta Ulam Paradox

Nonlinearity and dispersion

Normal modes and angle action variables

Derivation of the Korteweg de Vries equation from FPUT

The sine Gordon equation: a mechanical example

Solitons of the Sine Gordon equation

Derivation of the Nonlinear Schroedinger equation from Sine Gordon

Solitons and unstable modes of the Nonlinear Schoredinger equation

The kinetic equation and its solutions

Wave turbulence

Paradosso di Fermi Pasta Ulam Tsingou (FPUT)

Dispersione e nonlinearità

Modi normali e variabili azione angolo

Derivazione dell'equazione di Korteweg de Vries (Kdv) da FPUT

Integrabilità dell'equazione di KdV

Sistema meccanico di pendoli accoppiati: l'equazione di Sine Gordon

Solitoni dell'equazione di Sine Gordon

Derivazione dell'equazione Nonlineare di Schroedinger da Sine Gordon

Solitoni e modi instabili nell'equazione di Schrodinger nonlineare.

Trattazione statistica di un sistema di onde interagenti

L'equazione cinetica e le sue soluzioni

Le turbolenza d'onda

Oggetto:

Modalità di insegnamento

English
Italiano

Lectures in person (48 hours). Recorded lectures from the previous years are available.

Lezione in aula (48 ore) Sono disponibili registrazioni anni passati.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

English
Italiano

Oral Exam. The day should be fixed by sending an email to Miguel Onorato

Esame Orale in data da concordare col docente per email

Oggetto:

Attività di supporto

Italiano
English

Descrizione

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Italiano
English

Physics of Solitons di Thierry Dauxois

Linear and Nonlinear Waves di G. B. Whitham

Nonlinear Dispersive Waves: Asymptotic Analysis and Solitons di Mark J. Ablowitz

Lezioni Online

LEZIONE 1
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/5437e8dc3a0b4209ae101804b8c971f9

LEZIONE 2
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/71068b088d674b09aaa4d24c69a68660

LEZIONE 3
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/8e4c770cc10e4c4692a86b2080efd25e

LEZIONE 4
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/c043ee068f6a4d32933005547e85b00e

LEZIONE 5.1 (slides KdV)
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/20bbff1bd8fe41bfbda8d1f5c118f3cc

LEZIONE 5.2
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/5492a0929f8041faa593079459e5a0a2

LEZIONE 6
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/e3a01199c34349088c480c7ba05fb76a

LEZIONE 7
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/9dbb965897aa47468ccf1599c5e25593

LEZIONE 8.1
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/c9514789a60d456badf873e95858a716

LEZIONE 8.2 (slides rogue waves and NLS)
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/ac04f4afe1f941d999335f0ca5167a39

LEZIONE 9
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/c94eed346c20498b951a775d2de0974f

LEZIONE 10.1
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/da04c5219a7f4116a89f03568866e13e

LEZIONE 10.2
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/4aee6de0d1794be7af5a98b44bde5eb9

LEZIONE 11
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/640e2b92d12e4c8fa2c6e7b3c3dd948f

LEZIONE 12
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/9e22b067132440e7ae7b3f220a923896

LEZIONE 13
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/play/b979fe1da0934d40b54f002101a49609

LEZIONE 14
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/1148d5be2b5d4d53b16bfbafaa4fec1c/playback

LEZIONE 15
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/35a5c34d798f4c2b81b21d9da2b276c3/playback

LEZIONE 16
https://unito.webex.com/webappng/sites/unito/recording/45b470cf0f074326ade0ccb06d9b109e/playback

Physics of Solitons di Thierry Dauxois

Linear and Nonlinear Waves di G. B. Whitham

Nonlinear Dispersive Waves: Asymptotic Analysis and Solitons di Mark J. Ablowitz

Linear and Nonlinear Waves di G. B. Whitham

Nonlinear Dispersive Waves: Asymptotic Analysis and Solitons di Mark J. Ablowitz

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