Simone Zuccher Simone Zuccher

Teaching 2021-2022

[...] Se gli allievi non capiscono, il torto è dell'insegnante che non sa spiegare. Né vale addossare la responsabilità alle scuole inferiori. Dobbiamo prendere gli allievi così come sono, richiamare ciò che essi hanno dimenticato, o studiato sotto altra nomenclatura. Se l'insegnante tormenta i suoi alunni, e invece di cattivarsi il loro amore, eccita odio contro sé e la scienza che insegna, non solo il suo insegnamento sarà negativo, ma il dover convivere con tanti piccoli nemici sarà per lui un continuo tormento.

(Tratto dalla conclusione di "Giochi di aritmetica e problemi interessanti" di Giuseppe Peano, 1924 )

Un approccio vettoriale alla Geometria analitica nello spazio.
Compendio di probabilità in preparazione all'esame.
Compendio di statistica descrittiva in preparazione all'esame (anche se la statistica non è richiesta).
Compendio di calcolo combinatorio in preparazione all'esame.
Un approccio alla Legge di Faraday-Neumann.
Tre paginette sull' Effetto Compton.
Un approccio grafico-numerico ad un limite notevole.
Max Planck: un rivoluzionario riluttante.
Un approccio alla radiazione di corpo nero.
Un approccio alla relatività ristretta.
Sulla valutazione di test a scelta multipla.
L'idraulico ci insegna come risolvere un problema di matematica o di fisica.
Sulla didattica della matematica.
Tutti i corsi degli anni precedenti: 2020-2021, 2019-2020, 2018-2019, 2017-2018, 2016-2017, 2015-2016, 2014-2015, 2013-2014, 2012-2013, 2011-2012, 2010-2011, 2009-2010, 2008-2009, 2007-2008, 2006-2007.

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Dinamica dei Fluidi (6 crediti di 6, intero corso)

Secondo il calendario, le lezioni di dinamica dei fluidi iniziano il giorno 8 marzo 2022 e si concludono il giorno 8 giugno 2022 secondo la seguente scansione settimanale:
martedì ore 14:30-16:30, Aula H (Borgo Roma - Ca' Vignal 2)
mercoledì ore 14:30-17:30, Aula H (Borgo Roma - Ca' Vignal 2).
In questa pagina saranno disponibili il diario delle lezioni e le dispense aggiornate.
Appunti del corso in continuo divenire: stampare solo le pagine strettamente necessarie perché potrebbero cambiare (meglio non stampare nulla).
Film storici del MIT, visualizzazioni e spiegazioni dei filmati (1972).

Diario delle lezioni.

Mercoledì 01 Giugno 2022, 14:15-17:15, aula H. (3h, tot 52h) Puntualizzazioni su alcuni argomenti trattati durante il corso. Discussione e chiarimenti su problematiche sorte nella risoluzione delle esercitazioni assegnate in vista dell'esame.

Mercoledì 25 Maggio 2022, 14:15-17:15, aula H. (3h, tot 49h) Discussione e chiarimenti su problematiche sorte nella risoluzione delle esercitazioni assegnate in vista dell'esame.

Martedì 24 Maggio 2022, 14:15-16:15, aula H. (2h, tot 46h) Puntualizzazioni su alcuni argomenti trattati durante il corso. Discussione e chiarimenti su problematiche sorte nella risoluzione delle esercitazioni assegnate in vista dell'esame.

Mercoledì 18 Maggio 2022, 14:15-17:15, aula H. (3h, tot 44h) Ipotesi di Boussinesq e modelli di chiusura delle equazioni mediate di Reynolds (RANS): modelli di ordine 0 (algebrici) e mixing length; idee di base dei modelli di ordine 1 (ad una equazione differenziale) e modelli di ordine 2 (a due equazioni differenziali).

Martedì 17 Maggio 2022, 14:15-16:15, aula H. (2h, tot 41h) Introduzione alla turbolenza, caratteristiche fenomenologiche. Scale turbolente, cascata di energia. La teoria di Kolmogorov. La simulazione diretta della turbolenza (DNS), la simulazione dei grandi vortici (LES - Large Eddy Simulation), le equazioni mediate di Reynolds (RANS).

Mercoledì 11 Maggio 2022, 14:15-17:15, aula H. (3h, tot 39h) Linearizzazione delle equazioni di governo rispetto al flusso base. Problema agli autovalori formato da 4 equazioni in 4 incognite, riduzione delle 4 equazioni a 2 equazioni (per eta e per v), equazione di Orr-Sommerfeld. Stabilità dei modi propri di eta, teorema di Squire. Stabilità non viscosa, dimostrazione della condizione necessaria per l'instabilità (profilo di velocità con flesso). Cenno alla stabilità viscosa.

Mercoledì 04 Maggio 2022, 14:15-17:15, aula H. (3h, tot 36h) Alcune soluzioni esatte delle equazioni di Navier-Stokes: corrente di Couette e di Poiseuille (canale piano infinito), corrente di Hagen-Poiseuille (in un tubo a sezione circolare).
Introduzione alle instabilità fluidodinamiche: corrente in un tubo (esperimento di Reynolds), correnti aperte (strato limite su lamina piana). Stabilità lineare per correnti piane e parallele: linearizzazione delle equazioni di governo rispetto al flusso base.

Martedì 03 Maggio 2022, 14:15-16:15, aula H. (2h, tot 33h) Equazione per la vorticità nel caso generale e specializzazione ai casi particolari di corrente a viscosità e densità costanti e corrente barotropica non viscosa con campo di forze conservative. Dinamica della vorticià: 3D vs 2D. Il teorema di Kelvin; i teoremi di Helmholtz (primo secondo e terzo) e il loro significato geometrico.

Martedì 26 Aprile 2022, 14:15-16:15, aula H. (2h, tot 31h) Dinamica della vorticià: definizioni preliminari, legame tra vorticità e velocità angolare di un elemento di fluido. Dimostrazione del primo e secondo teorema di Helmholtz. Equazione per la vorticità nel caso generale: dimostrazione.

Mercoledì 20 Aprile 2022, 14:15-17:15, aula H. (3h, tot 29h) Alcuni metodi numerici per la soluzione di equazioni iperboliche. Il caso lineare: Eulero esplicito (instabile) e implicito, upwind, Lax-Friedrichs, Lax-Wendroff, CFL condition. Il caso non lineare: formulazione conservativa con flussi numerici, Lax-Friedrichs conservativo. Consegna dei problemi numerici dal sette al dieci. Sistemi iperbolici lineari e non lineari, genuina non linearità, degenerazione lineare, discontinuità di contatto. Soluzioni possibili del problema di Riemann nel caso non lineare. Il problema di Riemann per il tubo di shock (Eulero 1D).

Meroledì 13 Aprile 2022, 14:15-17:15, aula H. (3h, tot 26h) Il caso scalare lineare a coefficienti costanti (equazione del trasporto), linee caratteristiche, il caso scalare lineare a coefficienti non costanti, il caso scalare non lineare (equazione di Burgers), onde d'urto, soluzione in forma debole. Dimostrazione della condizione di Rankine-Hugoniot. Il problema di Riemann nel caso non lineare (onde d'urto e ventaglio di rarefazione).

Mercoledì 06 Aprile 2022, 14:15-17:15, aula H. (3h, tot 23h) Consegna del quinto e del sesto problema numerico. Spessore dello strato limite su lamina piana, valore asintotico della velocità normale alla parete, resistenza di attrito per la lamina piana come integrale dello sforzo a parete, coefficiente di attrito per la lamina piana. Grandezze caratteristiche dello strato limite (spessore di spostamento, di quantità di moto e fattore di forma). Equazione integrale di von Karman, ri-calcolo del coefficiente di attrito per la lamina piana tramite lo spessore di spostamento.
Leggi di conservazione e carattere iperbolico (importanza delle equazioni iperboliche).

Martedì 05 Aprile 2022, 14:15-16:15, aula H. (2h, tot 20h) Consegna del terzo e quarto problema numerico. Riscrittura della equazioni dello strato limite su lamina piana nella forma dell'equazione di Blasius. Riscrittura dell'equazione di Blasius come sistema di equazioni differenziali ordinarie del second'ordine; soluzione numerica del problema ai limiti.

Mercoledì 30 Marzo 2022, 14:15-17:15, aula H. (3h, tot 18h) Corrente barotropica non viscosa: forma di Crocco. Il teorema di Bernoulli nelle diverse forme: il caso stazionario, il caso irrotazionale instazionario, il caso irrotazionale e stazionario.
Consegna del terzo problema numerico.
Lo strato limite: derivazione delle equazioni di Prandtl, a partire dalle equazioni di Navier-Stokes, basata sull'ordine di grandezza dei vari termini. Risoluzione numerica delle equazioni dello strato limite 2D su lamina piana,

Martedì 29 Marzo 2022, 14:15-16:15, aula H. (2h, tot 15h) Consegna del primo e secondo problema numerico. Casi particolari delle equazioni di governo: dipendenza dal tempo, effetto della viscosità, della conduzione termica, dell'entropia e della comprimibilità. Correnti barotropiche, correnti incomprimibili, corrente ideale, equazioni di Eulero. Corrente irrotazionale.

Mercoledì 23 Marzo 2022, 14:15-17:15, aula H. (3h, tot 13h) Dai princìpi di conservazione alle equazioni di Navier-Stokes: la seconda legge di Newton, il primo principio della termodinamica per un volume materiale. Le equazioni di Navier-Stokes complete: condizioni iniziali e al contorno. La derivata sostanziale. Forma conservativa e forma convettiva delle equazioni; equazione dell'energia interna; forme alternative per l'equazione dell'energia (equazione dell'entropia).

Mercoledì 16 Marzo 2022, 14:15-17:15, aula H. (3h, tot 10h) Simmetria del tensore degli sforzi. La relazione costitutiva per fluidi newtoniani isotropi. Approccio Euleriano e Lagrangiano, volume di controllo (fisso) e volume materiale (in moto con il fluido). Conservazione della massa in un volume di controllo. Dimostrazione del teorema del trasporto di Reynolds per il caso scalare. Conservazione della massa in un volume materiale. Dai princìpi di conservazione alle equazioni di Navier-Stokes.

Martedì 15 Marzo 2022, 14:15-16:15, aula H. (2h, tot 7h) Introduzione ai fluidi, definizione di fluido, ipotesi del continuo e proprietà fisiche dei fluidi (densità, viscosità, tensione superficiale). Differenza tra fluido, flusso e corrente. Linee di corrente, traiettorie e linee di fumo. Forze e sforzi nei fluidi, teorema del Tetraedro di Cauchy.

Mercoledì 09 Marzo 2022, 14:30-17:30, aula H. (3h, tot 5h) Utilizzo del vettore nabla. Introduzione alla notazione tensoriale con gli indici ripetuti e riscrittura degli operatori differenziali in forma tensoriale. Ripasso del teorema della divergenza e del rotore. Interpretazione fisico-geometrica di divergenza, rotore e gradiente.

Martedì 08 Marzo 2022, 14:30-16:30, aula H. (2h, tot 2h) Introduzione al corso e alle modalità del colloquio orale. Ripasso della notazione vettoriale e degli operatori differenziali gradiente, divergenza, rotore e laplaciano.

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Last updated: 18 May 2022. Webmaster