Anno: 1
Impegno (ore totali) Crediti: 9
Docente:
Periodo: 2
lezioni: 45 esercitazioni:48 laboratori:26 Rlccardo SISTO
PRESENTAZIONE DEL CORSO
II corsointende presentareagli allievi glielementifondame ntali dell'informatica, sia dal punti divistahardware,sia da quellosoftw are. II corsoèdivisoin duemoduli al terminedi ciascun dei qualièpossibileuna separata valutazione.
MODULO A: INTRODUZIONE ALL'INFORMATICA E AGLI ELABORATORI EMI5EME5TRE: PRIMO
Impegno (ore) lezioni:25 Crediti: 4
REQUISITI essuno.
esercitazioni: 23
PROGRAMMA
Rappresentazione dell'informazione: sistemi numerici;conversione di base;rappresentazic dei numeri con segno; rappresentazione dei numeri frazionari in virgola fissa e in virgola mo le; altri codici binari (BCD, ASCII, Gray,ecc.).
Operazioni algebriche nei principali codici binari.
Algebra di Boole, funzioni logiche e teoremi fondamentali.
Struttura dell'elaboratore elettronico:parti funzionali, cenni tecnologici, classificazione,ce sulla misura delle prestazioni.
Funzionamento del calcolatore e cenni sul linguaggio macchina.
Unità periferiche: tecnologie e prestazioni dei principali organi periferici di unsistema di eia razione (cenni).
Linguaggio Assembler (cenni), linguaggi di alto livello, compilatori e interpreti.
Sistemi operativi,multiprogrammazione, sistemi real-time.
Cenni su reti di calcolatori,sistemi informativi, software di utilità.
LABORATORI E/O ESERCITAZIONI
Le esercitazioni in aula consistono nello svolgimento di esercizinumericisugliargoment modulo.
BIBLIOGRAFIA
P. DEMICHELIS, E. PICCOLO,Informatica di base eFORTRAN77,Levrotto e Bella,1987.
G. CE A, L.DURANTE, E. PICCOLO, R. SISTO,A. VALE ZA O, EsercizidiFondame;
Informatica, UTET,1998.
VALUTAZIONE E/O ESAME
Al termine del primo emisemestreèpossibileuna valutazione scrittasui contenuti del rru A,consistentenella rispostaa domandeerisolu zionedi eserci zinumerici in un tempo pre
ro.In casodi esito favorevole, i contenuti del modulo A non saranno più oggetto di verifica alla fine delsemestre. Coloro che non su perano la valutazione scritta del modulo A al termine del-l'emisemes tre (o che non ritengono disfru ttarn e la possibilità) dovranno sosteneri a contestual-mentecon la valutazione del moduloB.
MODULO B: INTRODUZIONE ALLA PROGRAMMAZIONE E AL LINGUAGGIO FORTRAN
EM / SEM ESTRE: SECONDO Impegno (ore) lezioni:20 Crediti:5
esercitazioni: 25 laboratori:26
REQUISI TI
Mod u lo A, Corso di alfabetizzazione informatica.
PROGRAMM A
Tecniche di programmazione (programmazione modulare, programmazione strutturata), lin-guagg io FORTRAN, sviluppo di programmi.
Strutture informative fondamentali (code, stack, tabelle, ecc.).
Algoritm i fondamentali (sort, merge, ecc.).
LABORATORI E/OESERCITAZIONI
Le esercitazioni in aula consistono nella realizzazione di programmi in linguaggio FORTRA elleesercitazioni di laboratorio gli allievi svilupperanno programmi in linguaggio FORTRAN utilizzando il personal computer e i relativi strumenti di programmazione.
BIBLIOGRAFIA
P. DE nCHELIS, E. PICCOLO, lnfonnaticadi baseeFORTRAN77,Levrotto e Bella, 1987.
Altri testi:
T.M.R. ELUS, Programmazione strutturata ili FORTRAN77conelementi diFORTRAN90, Zanichel1i, 1995.
C.FOR ARO,FORTRAN77Manuale di riferimento, Celid, 1998.
ESAME
L'esame consiste in una prova scritta di programmazione, nella quale l'allievo dovrà realizzare unprogrammain linguaggio FORTRA in un tempo prefissato. L'esame scritto sarà seguito da unaverificaorale finale composta dalla discussione dell'elaborato e da un eventuale approfon-dimentoorale sugli argomenti del modulo.
Il voto finale risulterà dalla media pesata sui rispettivi numeri di crediti dei voti dei due moduli.
82220 GASDINAMICA
Il corso si propone di dare le basi fisico matematiche necessarie per analizzare gli effetti di gas reale nei moti fluidi. Particolare attenzione viene dedicata allo studio degli effetti rotazionali, viscosi, termici e chimici in aria ad alti numeri di Reynolds e di Mach.Le conoscenze acquisite vengono applicate allo studio dei flussi interni, dello strato limite viscoso, termico e compressi-bile, dei flussi separati, della resistenza di attrito e forma, del riscaldamento aerodinamico.
REQUISITI Aerodinamica.
MODULO A: NOZIONI DI BASE
EMISEMESTRE: PRIMO Impegno (ore) lezioni: 35 Crediti: 5
esercitazioni: 20
PROGRAMMA
Panoramica dei problemi aero-termo-gasdinamici connessi con il flusso intorno ad un corp Tecniche di indagine teorica e sperimentale. Teoria cinetica dei gas. Proprietà termodinamichr di trasporto. Equazioni di bilancio. Parametri di similitudine.
Fenomenologia dei flussi. Flussi potenziali, rotazionali, viscosi, compressibili e reagenti. Flu interni, esterni e liberi. Flussi laminari ,transizionali e turbolenti. Flussi attaccati e separati.
Soluzioni rappresentative. Puri flussi di punta.Onde d'urto.Puri flussi di taglio. Flusso Couette piano e cilindrico. Vortice di Rankine. Flussi nei tubi e nei canali. Flussi di mescolamen Formulazioni pratiche. Perdite di carico nei tubi. Resistenza di attrito su di una lamina pia Fenomenologia dello strato limite.
LABORATORI E/O ESERCITAZIONI
Esercitazioni sulle proprietà termodinamiche e di trasporto dei gas e delle miscele. Chirr dell'aria.
Esercitazioni sulle grandezze di arresto e sulle onde d'urto.
Esercitazioni sulla perdita di carico nei tubi e sulla resistenza d'attrito di una lamina piana.
MODULO B: STRATO LIMITE
Equazioni dello strato limite in forma differenziale e in forma integrale. Strato limite lami Soluzioni esatte sulla lamina piana e in vicinanza di un punto di arresto. Metodo integre Thwaites. Separazione laminare.
Instabilitàdello strato limite e transizione alla turbolenza. Criteri di transizione. Turbolenza.
Strato limite turbolento. Modelli di turbolenza. Metodo integrale di Head.Separazione turbo-lenta.
Strato limite termico e compressibile. Analogia dei campi e degli scambi. Correzione del coeffi-ciente di attrito.
Dissociazionedell'aria e riscaldamento aerotermodinamicoad alti numeri di Mach.
LABORATORI E/O ESERCITAZIONI
Esercitaz ioni sullo strato limite laminare, sulla transizione e sullostrato limite turbolento.
Esercitazioni sullo strato limite termico e compressibile.
BIBLIOGRAFIA
M. GERMA 0,Appunti di Gasdinamica,fotocopie.
G. IUSO,F.QUORI,Gasdinamica. Problemi risoltie richiami di teoria,Levrotto e Bella, Torino.
ESAME Prova orale.
82222 GASDINAMICA Il
lezioni:66 laborato ri:34 Renzo ARINA
PRESENTAZIONE DEL CORSO
Scop odel corsoèquellodi introdurrei principali metod inumericiper lasoluz ione delle equa-zio n i di conveequa-zione-diffusione, ela loroapplicazi on eallasoluz io ne dell e eq uazio ni della Meccanicadei Fluidi per flussiviscosi,con particolareriferiment oal.casodi fluidi incomprimibi-li. Le metodologie numeriche sono applicate alla simulazionedi flussidiinteresse ingegneristico.
ella seconda parte del corso si affrontano i temi della simulazionedi flussiturbolenti, e sim u la-zioni utilizzantidifferenti modelli fisiciall'intern odeldominiodi calcolo.In quest'ultima catego-ria rientrano i problemi di trasmission edel calore ed i problemidi interazionef1uido-struttura.
eli' ambito del corsosono previsteesercitazi oni al calcolatore,con sistentinella stes ur a di pro-grammi in Fortran, durantele quali i metodi di calcolo presentatia lezione sono applicati per la simulazionedi flussi di interessepratico.
MODULO A: SOLUZIONE NUMERICA DELLE EQUAZIONI DI NAVIER-STOKES
EMI5EME5TRE:
Aerodinamica - Gasdinamica-Calcolo Numerico.
PROGRAMMA
• Metodi alle differenze finite, ed ai volumi finiti, per equazioni ellittiche e per problemil evoluzione: schemi di discretizzazione spaziaie ed integrazione temporale, soluzione d sistema lineare, estensione al caso non lineare, estensione al caso multidimensionale (10 on
• Metodi agli elementi finiti: principi generali, cennisu i metodi di Galerkin e Petrov-Galerk (4 ore).
• Metodi numerici per la soluzione delle equazioni di avier -Stokes per fluidi incomprimil li : formulazione funzionedi corrente-vorticità, formulazione velocità-pressione (18 ore).
• Coordinate curvilinee e trasformazione delle equazionidi bilancio, griglie di calcolo strut' rate e non strutturate, cenni sui metodi di generazione delle griglie per il calcolofluidodii mico (4 ore).
LABORATORI E/O ESERCITAZIONI
Richiami del linguaggio di programmazione Fortran, codice di calcolo per lasoluz ione sistemi tridiagonali (2 ore).
Metodi alle differenze-finite/ volumi-finiti: 1) programma di calcolo per la soluzione del quazione di Laplace in coordinate polari, calcolo del campo di moto potenziale attornc un cilindro.2) Programma di calcolo per la soluzione dell'equazionelineare scalare di ( vezione-diffusionemonodimensionale . 3) Estens io ne del programma precedente pe soluzione dell'equazione di Burgers.4) Programma di calcolo per lasoluz ione dell'equa ne lineare scalare di convezione-diffusione bidimensionale (lO ore).
Metodi agli elementi finiti: programma di calcolo per la soluzione dell'equazionesca lineare di convezione-diffusione mediante proiezione di Galerkin(2 ore).
• Equazioni di Navier-Stokes : programma di calcolo per lasoluzione delle equazioni in for-mulazione funzione di corrente-vorticità ,calcolodelstrato limitesu lamina piana e del flu s-so in un canale piano(IO ore).
BIBLIOGRAFIA
Appunti del corsofomiti dal docente Per consu ltaz ione:
O.A. Ande rson,J.c.Tannehill, R.H. Pletcher,Computational FluidMechanicsandHeat Transfer, McGraw-Hill, 1987.
VALUTAZIONE E/O ESAME
AI termine del primo emi semestreèpossibile una valutazioneoralesui contenuti del modulo A. In caso di esito favorevole i contenuti delmodulo A non saran no più oggetto di verifica alla finedel semestre. Questa valutazione parzialeè possibilesoltan to in questa occasione: lo stu-denteche non la utilizzao non la supera dovràsottoporsi all'esam ecomplessivo.
MODULO B: FLUIDODINAMICA NUMERICA
Mod u lo A - Aerodinamica - Gasdinamica.
PROGRAMMA
• Simulazione di flussi turbolenti: formulazione statistica delle equazioni del moto, modelli di chius ur a e loro applicazione nei codici di calcolo, descrizione delle soluzioni adottate nei cod ici di calcolo fluidodinamico commerciali; cenni sulla simulazione delle grandi scale del moto e modelli di sottogriglia (Large Eddy Simulation) (15 ore).
• Sistemi compositi in fluidodinamica e tecniche di decomposizione del dominio di calcolo:
simulazione di flussi turbolenti complessi mediante !'impiego di differenti modelli di turbo-lenzae leggi di parete; scambio termico tra un corpo solido lambito da una corrente fluida e lacorrentestessa; interazione fluido-struttura (15 ore).
LABORATORIE/O ESERCITAZIONI
• Simulazione di flussi turbolenti: estensione di un programma di calcolo per la soluzione delle equazioni di Navier-Stokes al caso di flussi turbolenti, simulazione dello strato limite turbolento lungo una lamina piana (6 ore).
• Interazione fluido-struttura: soluzione del campo di moto fluidodinamico unidimensionale interagentecon una parete elastica (4 ore).
BIBLIOGRAFIA
Appun ti del corso fomiti dal docente Per consu ltazione:
J.H.Ferziger, M. Peric,Computational Methodsfor Fluid Dvnamics,Springer, 1996.
ESAME
Un esame tradizionale costituito da un colloquio orale conclude il corso. Per coloro che hanno superato la prova scritta relativa al modulo A l'esame verterà soltanto sui contenuti del modulo Bedil voto finale risulterà dalla media pesata sui rispettivi numeri di crediti dei voti dei due moduli. Per coloro che non hanno superato la valutazione del modulo A (o che non hanno rite-nutodisfru ttam e la possibilità) l'esame finale, orale, sarà unico.
82300 GEOMETRIA
Paolo VALABREGA, Carla MASSAZA Anno: 1
Impegno(ore totali) Crediti :9
Docenti:
Periodo:2
lezioni: 82 esercitazioni:56
PRESENTAZIONE DEL CORSO
Nel corsovengonointrodotti elementidiAlgebra linear e edi Geometria analitica piana e spa ziale. Lostu dentesarà messoingrado di risolvere semp lici problemi che richiedano:
- equazioni lineari - calcolo matriciale
- ricerca di autovalori e diagonalizzazione
- usodi coordinate cartesiane per la rappresentazionedi curve e supe rficie.
MODULO A: ALGEBRA LINEARE
EMI5EME5TRE: PRIMO Impegno (ore) lezioni: 46 Crediti: 5
esercitazioni: 32
REQUISITI
Numeri (interi, razionali, reali).
Insiemi e funzioni.
Calcolo letterale, equazioni e disequazioni.
Elementi di geometria euclidea piana e spaziale,
Regole elementari del ragionamento logico (ad esempio:implicazione, equivalenza).
Elementi di trigonometria piana.
PROGRAMMA
Vettori del piano e dello spazio.
umeri complessi: operazioni, rappresentazione trigonometrica, radici n-esime.
Polinomi ed equazioni algebriche in campo reale e complesso: radici, principio di identità,I rema fondamentale dell'algebra.
Spazi vettoriali: proprietà elementari, sottospazi,somma e intersezione, dipendenza eindip denza, basi e generatori, dimensione.
Matrici: operazioni, spazi di matrici, matrici simmertriche e antisimmetriche, matrici invertii Sistemi lineari: compatibilità e teorema di Rouche'-Capelli, metodi dirisoluzione,sistemi incognite vettoriaIi, matrici inverse, determinanti e matrici.
Applicazioni lineari: definizione, nucleo e immagine, suriettività, iniettività,applicazione in sa, applicazioni lineari e matrici; matrici simili e cambiamento di base.
Autovalori e autovettori: Polinomio caratterisico e minimo, teorema di Calay-Hamilton, a spazi, endomorfismi semplici, diagonalizzazione.
Spazi con prodotto scalare e matrici simmetriche.
LABORATORIE/O ESERCITAZIONI Il programma delle esercitazioni nonèindicato.
BIBLIOGRAFIA
s .
Greco, P. Valabrega: Lezioni di Algebra Lineare e Geometria,Vol.I:Algebra Linear e, Voi II:Geome tria Analitica e Differenziale,Ed. Levrottoe Bella,Torino,1999.
A.Sanini: lezionidi Geometria, Ed .Levrotto e Bella,Torino, 1999.
(Libridi esercizi adatti ai corsi)
L.Chiantini:Algebra Lineare e GeometriaAnalitica,Ed . Masson, Milano1998.
A.Sanini: Esercizi di Geom etria, Ed.Levro ttoeBella, Torino, 1994.
G. Tedeschi: Testdi Geometriarisolti, Ed .Esculapio, Bologna, 1998.
. Chiarii:l'esamedi geom etria, Ed.LevrottoeBella, Torino, 1986.
G. Cervelli-A. DiLello:Geometria, esercizirisolti,Ed.Clut, Torino, 1994.
VALUTAZIONE E/OESAME Vedi in coda a Modulo B.
MOD ULO B: GEOMETRIA ANALITICA
EMI SEM ESTRE: SECONDO Impegno(ore) lezioni: 36 Crediti : 4
REQUISITI Comeperil moduloA.
esercitazioni:24
PROGRAM MA
Coordinate cartesiane sulla retta e nel piano. Coordinate polari nel piano.
Rettee circonferenz e nel piano.
Coniche in forma canonicaegenerale.
Coord ina te cartesiane e polari nellospaz io.
Rette epian inello spazio.
Sfere e circonferenz e.
Curve e superficie nello spazio.
Quadriche(argomento facoltativo)
LABORATORI E/O ESERCITAZIONI Il programm a delle esercitazioni nonèindicato.
BIBLIOGRAFIA Come per il moduloA.
ESAME
L'esame si puòsostenere con due modalità diverse:
Primotipo .Esame con due prove scritte durante il semestre: lo studente potrà sostenere due prove scri tte, che si svolgeranno a metà e al termine del corso. Il primo scritto riguarda il modul oA- Algebra Lineare, il secondo riguarda il modulo B- Geometria Analitica.
Secondo tipo. Esame con prova scritta tradizionale: lo studente che non possao non voglia uti-lizzare leprove precedenti sosterrà una provascritta, seguita da una prova orale. .