- Oggetto:
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Dinamica dei sistemi estesi
- Oggetto:
Dynamics of extended systems
- Oggetto:
Anno accademico 2013/2014
- Codice dell'attività didattica
- INT0373
- Docente
- Dott. Antonello Provenzale (Titolare del corso)
- Corso di studi
- 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 dell'attività didattica
- MAT/07 - fisica matematica
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Orale
- Modalità d'esame
- Colloquio orale
- Prerequisiti
- E' utile avere nozioni di base di teoria dei sistemi dinamici
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Il corso intende fornire le basi teoriche e numeriche per la comprensione della dinamica dei sistemi estesi, descritti da equazioni differenziali di campo. Particolare attenzione verrà data alla dinamica dei fluidi, considerando in dettaglio il caso della convezione termica, per la quale verrà affrontato lo studio della stabilità lineare, degli sviluppi perturbativi non lineari e della formazione di pattern convettivi. Verrà discussa la dinamica dei fluidi stratificati in rotazione, con applicazioni alla dinamica dei fluidi geofisici in oceano e atmosfera e alla dinamica del clima. Particolare attenzione verrà data ai processi che portano alla formazione di strutture organizzate quali pattern spazio-temporali e strutture coerenti.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Capacità di utilizzare e maneggiare le equazioni a derivate parziali per i sistemi estesi, con particolare riferimento alle equazioni della dinamica dei fluidi per sistemi convettivi e fluidi rotanti stratificati. Conoscenza dei principali meccanismi che portano alla formazione di strutture coerenti e pattern spazio-temporali.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Colloquio orale sui temi del corso, mediante una discussione di un tema scelto dal candidato/a e alcune domande successive sugli argomenti del corso.
- Oggetto:
Programma
Introduzione alla descrizione dei sistemi estesi e alle equazioni differenziali alle derivate parziali.
Equazioni di Navier-Stokes.
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.
Dinamica dei fluidi rotanti stratificati e loro ruolo nella dinamica dell'atmosfera e dell'oceano e nella dinamica del clima. Formazione di vortici coerenti.
Cenni sulla pattern formation in altri ambiti (geomorfologia, vegetazione).
Introduction to the dynamics of extended systems and to partial differential equations.
Navier-Stokes equations. Dynamics of thermal convection, linear stability analysis and weakly nonlinear perturbative approaches. Spatial-temporal patterns in thermal convection. Convective turbulence and convective plumes.
Dynamics of rotating stratified fluids and their role in the dynamics of the atmosphere and ocean and in climate dynamics. Coherent vortices.Examples of pattern formation in other systems (Geomorphology, vegetation).
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
D.J. Tritton, Physical Fluid Dynamics, Oxford University Press, 1988.
S. Chandrasekhar, Hydrodynamic and hydromagnetic stability, Oxford University Press, 1961.
G.K. Vallis, Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics, Cambridge University Press, 2006.
H.A. Dijkstra, Nonlinear Climate Dynamics, Cambridge University Press, 2013.
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