- Oggetto:
- Oggetto:
Dinamica dei sistemi estesi
- Oggetto:
Dynamics of extended systems
- Oggetto:
Anno accademico 2020/2021
- Codice dell'attività didattica
- INT0373
- Docente
- Dott. Filippo De Lillo (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
- FIS/06 - fisica per il sistema terra e per il mezzo circumterrestre
GEO/12 - oceanografia e fisica dell'atmosfera - Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
-
È utile avere nozioni di base di teoria dei sistemi dinamiciIt is useful to have basic notions on theory of dinamic systems
- Propedeutico a
-
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Alcune tecniche di soluzione delle equazioni alle derivate parziali.
Pattern formation e meccanismo di Turing
Equazione di Swift Hohenberg come modello per la pattern formation: formazione e instabilità di pattern, metodo a scale multiple, dinamica dei difetti.
Equazioni dei fluidi: approssimazione di Boussinesq e convezione di Rayleigh-Benard; stabilità lineare e numero di Rayleigh critico, dipendenza dalle condizioni al contorno. Metodo a scale Multiple applicato al problema di Rayleigh-Benard
Sistemi eccitabili. Oscillazioni non-lineari e propagazione di onde e impulsi.
Some solution techniques for PDEs
Pattern formation and Turing Mechanism
Swift-Hohenberg equation as a model for pattern formation: pattern formation and instability, multiple scale analysis, defect analysis.
Fluid equations: Boussinesq approximation and Rayleigh-Benard convection; linear stability, critical Reyneigh number and dependence from boundary conditions. Multiple-scale analysis applied to the Rayleigh-Benard problem.
Excitable systems. Non-linear oscillations, waves and pulse propagation.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione: Conoscenza degli elementi fondamentali delle equazioni a derivate parzili per i sistemi estesi e dei principali meccanismi che portano alla formazione di strutture coerenti e pattern spazio-temporali.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacità di utilizzare e maneggiare le equazioni a derivate parziali per i sistemi estesi, con particolare riferimento alle equazioni della dinamica dei fluidi.
knowledge and understanding: knowlegde of partial differental equations for extended systems and of the main mechanisms which lead to the formation of coherent structures and space-temporal patterns.
applying knowledge and understanding: Capability to use and to handle the partial differental equations for extended systems, with particular reference to the equations of fluidodynamics.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Lezioni frontali e in streaming su piattaforma WebEx. Le lezioni saranno poi rese disponibili per il download sulla pagina Moodle.
Link alle lezioni
Lezioni del martedì:
dal 12/1/2021
https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m333854df37266e2a5a66b9520a7e328e
ore 10:00 - 13:00
Numero riunione: 121 563 0671
Password: C9knywFpP97Lezioni del venerdì:
https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=md0cfd35ace265e6efce50f213d2a360e
ore 14:00 - 17:00
Numero riunione: 121 282 5511
Password: C9knywFpP97Class-taught lessons, also available for live streaming on WebEx. Lectures will be recorded and made available on the Moodle page of the course.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
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.
Gli esami si terranno in remoto se necessario per misure anti-COVID19. La modalità adegli esami in remoto sarà la stessa di quelli in presenza. I candidati dovranno preparare un foglio o una lavagnetta e un metodo per inquadrarli mentre scrivono, accertandosi che la risoluzione dell'immagine e la dimensione della penna o pennarello usati siano sufficienti a garantire una buona leggibilità. Si può anche condividere lo schermo di un tablet.
Sessione marzo-aprile 2021: gli esami si svolgeranno in remoto usando la piattaforma WebEx. Il link ai meeting verrà inviato agli studenti iscritti all'appello e a coloro che chiederanno di assistere scrivendo al docente.
The exam consists of an oral test, which typically lasts 30-40 minutes, in which the student is asked to deal with two, or at best three, topics presented at class, setting the problem both from a physical and from a mathematical point of view.
Exams will be held remotely if necessary for constraints related to COVID-19. The method for the exam will be the same. The students must have a sheet of paper or a small whiteboard and a way to film it while answering the questions and they should make sure that the resolution of the image is sufficient to make the writing readable. Screensharing from a tablet is also admissible.
March-April 2021: exams will be held remotely. The WebEx links will be sent to the students who registered for the exam and to those who ask to attend, just write an e-mail to the teacher.
- Oggetto:
Programma
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.
Cenni sulla pattern formation in altri ambiti.
Introduction to the dynamics of extended systems and to partial differential equations.
Navier-Stokes equations and fluid dynamics.
Dynamics of thermal convection, linear stability analysis and weakly nonlinear perturbative approaches. Spatial-temporal patterns in thermal convection. Convective turbulence and convective plumes. Rotating convection.
Examples of convection in natural systems: oceanic and atmospheric convection
Examples of pattern formation in other systems.
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.
M. Cross, H. Greenside, Pattern Formation and Dynamics in Nonequilibrium Systems, Cambridge Univeristy Press, 2009.
R. Hoyle, Pattern Formation, An Introduction to Methods, Cambridge Univeristy Press, 2010.
D.J. Tritton, Physical Fluid Dynamics, Oxford University Press, 1988.
S. Chandrasekhar, Hydrodynamic and hydromagnetic stability, Oxford University Press, 1961.
M. Cross, H. Greenside, Pattern Formation and Dynamics in Nonequilibrium Systems, Cambridge Univeristy Press, 2009.
R. Hoyle, Pattern Formation, An Introduction to Methods, Cambridge Univeristy Press, 2010.
- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Martedì 10:00 - 13:00 Venerdì 14:00 - 17:00 Lezioni: dal 11/01/2021 al 12/03/2021
Nota: Mart. 12 e 26 gennaio aula C
Ven. 22 gennaio e 12 febbraio aula Franzinetti- Oggetto:
