FLUIDODINAMICA COMPUTAZIONALE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2021/2022
- Docente
- WALTER BOSCHERI
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- MAT/08
Obiettivi formativi
- Il corso si propone di fornire competenze teoriche e pratiche per risolvere numericamente problemi di fluidodinamica.
Le conoscenze principali fornite dal corso sono:
-Concetti di base per la modellistica numerica di problemi differenziali alle derivate parziali: equazioni iperboliche lineari e non lineari per fluidi comprimibili e incomprimibili.
-Metodi di risoluzione numerica basati su volumi finiti e differenze finite. Aspetti algoritmici e di implementazione al calcolatore in più dimensioni.
Le principali competenze che gli studenti devono acquisire (cioè la capacità di applicare le conoscenze) saranno:
- Identificare i diversi tipi di equazioni differenziali alle derivate parziali;
- Essere in grado di valutare quale approccio è più efficace per un dato problema;
- Essere in grado di implementare algoritmi di calcolo in più dimensioni per differenti problemi di carattere fisico. Prerequisiti
- Per seguire il corso si raccomanda una buona conoscenza dei fondamenti del calcolo differenziale. Una conoscenza di base del linguaggio Matlab è fortemente consigliata.
Contenuti del corso
- 1. Introduzione alle leggi di conservazione. Caso scalare lineare e non lineare, sistemi nonlineari di equazioni iperboliche. (9 ore)
2. Onde d'urto, condizioni di Rankine-Hugoniot e problema di Riemann. Risolutori esatti e approssimati del problema di Riemann. (9 ore)
3. Metodi multidimensionali ai volumi finiti su griglie non strutturate. Metodi TVD di ordine due in spazio e tempo. (10 ore)
4. Applicazione alle equazioni per fluidi comprimibili e delle acque basse con trasporto solido. (10 ore)
5. Metodi numerici per fluidi incomprimibili: discretizzazioni semi-implicite e metodo SIMPLE. (10 ore) Metodi didattici
- Il corso prevede lezioni teoriche in aula (18 ore) e lezioni di laboratorio informatico per la realizzazione degli algoritmi in ambiente Matlab (30 ore).
Modalità di verifica dell'apprendimento
- L'esame sarà composto di due parti: un progetto pratico e una prova orale che contribuiscono equamente al voto finale (media aritmetica dei voti delle due parti).
Testi di riferimento
- R.J. LeVeque. Numerical methods for Conservation Laws. Lectures in Mathematics. ETH Zürich (1992).
