MODULO DI METODI NUMERICI

MODULO DI METODI NUMERICI

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Codice
72443
ANNO ACCADEMICO
2016/2017
CFU
3 cfu al 1° anno di 9270 INGEGNERIA MECCANICA - ENERGIA E AERONAUTICA (LM-33) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
MAT/08
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA MECCANICA - ENERGIA E AERONAUTICA)
periodo
2° Semestre
moduli
Questo insegnamento è un modulo di:

PRESENTAZIONE

Fornire allo studente conoscenze sui metodi numerici per la soluzione di problemi di Ingegneria meccanica, con particolare riguardo alla soluzione di equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Al termine del corso gli studenti avranno gli strumenti per scegliere e implementare (utilizzando Matlab, il linguaggio di calcolo scientifico più diffuso) i metodi numerici più adatti alla risoluzione di alcuni problemi concernenti l’Ingegneria meccanica, con particolare riguardo alla soluzione di equazioni differenziali (ordinarie e alle derivate parziali). Avranno una conoscenza dei tre più diffusi metodi numerici per la risoluzione di equazioni differenziali, cioè differenze finite, elementi finiti e volumi finiti e della scelta del metodo in base alla forma del dominio e al tipo di PDE (ellittica, parabolica e iperbolica). Saranno infine consapevoli dell’esistenza di possibili problemi di instabilità numeriche e avranno appreso alcune tecniche di stabilizzazione.

Modalità didattiche

Il modulo prevede quattro ore settimanali di lezione concentrate nel secondo semestre. Consiste in una parte teorica affiancata da esercitazioni di laboratorio svolte in Matlab.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il modulo intende fornire gli elementi di base dell'analisi numerica. La parte principale concerne i metodi numerici per la risoluzione di equazioni differenziali ordinarie (ODE) e alle derivate parziali (PDE). Lo scopo del corso è acquisire una conoscenza dei metodi numerici e della loro implementazione, con particolare attenzione alle analisi di stabilità, accuratezza e convergenza dei metodi. Le lezioni sono affiancate da esercitazioni di laboratorio svolte utilizzando Matlab, uno dei più utilizzati linguaggi di programmazione per il calcolo scientifico.

1. Risoluzione numerica di equazioni differenziali ordinarie.

2. Metodi numerici per equazioni differenziali alle derivate parziali: equazioni ellittiche, paraboliche e iperboliche. Scelta del tipo di metodo più adatto a seconda del tipo di PDE.

3. Metodo Differenze Finite per problemi in domini regolari: equazione di Poisson e della diffusione.

4. Metodo Elementi Finiti per equazioni ellittiche e paraboliche. Equazione di diffusione-trasporto e tecniche di stabilizzazione.

5. Metodo Volumi Finiti per equazioni ellittiche, paraboliche e iperboliche del primo ordine (leggi di conservazione non lineari). Il problema di Riemann: caratteristiche, onde d’urto, di rarefazione, discontinuità di contatto.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

  • Quarteroni, F. Saleri, Introduzione al Calcolo Scientifico, Sprinter-Verlag 2006;
  • Quarteroni, Modellistica Numerica per Problemi Differenziali, Springer-Verlag 2008;
  • S. Chapra, R.Canale, Metodi numerici per l’Ingegneria, McGraw-Hill 1988;
  • S. Chapra, R. Canale, Numerical methods for Engineers, McGraw-Hill 2009 (edizione più recente);
  • R. J. Leveque, Finite Volume Methods for Hyperbolic Problems, Cambridge University Press 2002.

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Il docente resterà in aula informatica un'ora ulteriore al termine della lezione per fornire agli studenti spiegazioni sulle esercitazioni o sulla parte teorica. Gli studenti potranno inoltre prendere appuntamento in altri orari tramite mail a bagnerini@dime.unige.it. Sono disponibili anche modalità di ricevimento a distanza tramite Skype.

Commissione d'esame

ROBERTO CIANCI (Presidente)

PATRIZIA BAGNERINI (Presidente)

STEFANO VIGNOLO

FRANCO BAMPI

ANGELO ALESSANDRI

LEZIONI

Modalità didattiche

Il modulo prevede quattro ore settimanali di lezione concentrate nel secondo semestre. Consiste in una parte teorica affiancata da esercitazioni di laboratorio svolte in Matlab.

INIZIO LEZIONI

Secondo semestre

ORARI

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

Vedi anche:

MODULO DI METODI NUMERICI

ESAMI

Modalità d'esame

La modalità di esame consiste in una verifica orale dell’apprendimento dei contenuti del corso.

Modalità di accertamento

L'esame orale verte sull'approfondimento di uno o due argomenti tra quelli trattati a lezione.

ALTRE INFORMAZIONI

Consultare la pagina su aulaweb per ulteriori informazioni e approfondimenti.