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Oggetto:
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Laboratorio di geofisica computazionale

Oggetto:

Computational Geophysics Laboratory

Oggetto:

Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
MFN0836
Docenti
Prof. Silvia Ferrarese (Titolare del corso)
Massimiliano Manfrin (Titolare del corso)
Corso di studio
008510-103 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica dell'Ambiente e delle Tecnologie Avanzate
008510-104 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica del Sistema Meteoclimatico e delle Tecnologie Avanzate
008510-103 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica dell'Ambiente
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto
Prerequisiti
Conoscenze di base del corso di laurea triennale in Fisica

Basic knowledges of the first 3 years of the bachelor in Physics.
Propedeutico a

Elaborazioni numeriche per la tesi magistrale


Numerical simulation in master thesis

Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

 Preparare lo studente a comprendere il funzionamento di un modello numerico di previsione meteorologica e a risolvere problemi nel campo della geofisica  e della fisica ambientale programmando in Fortran 

Understanding the main numerical processes in a forecast meteorological model, and solving problems in geophysical and environmental physics with the Fortran programming language  

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi


  Conoscenza e capacita' di comprensione (knowledge and understanding) di un modello numerico:
      Conoscenza approfondita del linguaggio di programmazione Fortran nelle versioni
  

Capacita' di applicare conoscenza e comprensione  (applying knowledge  and understanding):
     Capacita' di risolvere un problema e modellizzare un processo di interesse geofisico-ambientale in modo numerico programmando in Fortran

Knowledge and understanding:
Deep knowledge of Fortran computer language

Applying knowledge  and understanding:

Ability in solving a problem and modelling an atmospherical-geophysical phenomenum with the Fortran computer language

Oggetto:

Programma

Linux operative system (debian version):  basis on how it works - useful commnds: ls, cd,du,df rm, mv, cp, ps, top, grep, terminal editor and viewer; special characters and their use. Free fortran compiler: gfortran. Main flags and otpions.

FORTRAN :
Basic Elements of Fortran: Variables types and their precision, numerical assignment statements and arithmetic calculation; Program Design;   Branching Structures;  I/O Concepts: console and files; Loops;  Character Manipulation;  Intrinsic data Types;  Arrays: dynamic allocation ; Procedures: Functions and Subroutines;  Modules; Derived Data Types;  Namelists; Implicit and explicit interfaces; Introduction to Object-Oriented  programming and pointers, Introduction to numerical methods. Un modello meteorologico regionale: WRF

ATTIVITA' DI LABORATORIO: sviluppo di programmi di interesse geofisico di difficoltà crescente. Simulazione di un caso studio mediante il modello meteorologico WRF.

   

Linux operative system (debian version):  basis on how it works - useful commnds: ls, cd,du,df rm, mv, cp, ps, top, grep; terminal editorr and viewer; special characters and their use.

FORTRAN :
Basic Elements of Fortran: Variables types and their precision, numerical assignment statements and arithmetic calculation; Program Design;   Branching Structures;  I/O Concepts: console and files; Loops;  Character Manipulation;  Intrinsic data Types;  Arrays: dynamic allocation ; Procedures: Functions and Subroutines;  Modules; Derived Data Types;  Namelists; Implicit and explicit interfaces; Introduction to Object-Oriented  programming and pointers, Introduction to numerical methods. WRF (Weather Research and Forecasting) meteorological model. 

LABORATORY: development of numerical programs (dealing with geophysical problems) with increasing difficulty . Simulation of a case-study using the WRF meteorological model

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Per l'a.a. corrente le lezioni saranno in presenza. Le lezioni anche trasmesse in streaming tramite le pagine WebEx personali dei docenti, esclusivamente per studenti seriamente impossibilitati a partecipare alle lezioni in presenza.

La prima lezione sarà il 27 settembre 2021 alle ore 9 in aula B.

I link per le lezioni webex sono:

https://unito.webex.com/meet/silvia.ferrarese

https://unito.webex.com/meet/massimilano.manfrin

Se l’emergenza sanitaria dovesse persistere e/o aggravarsi le lezioni potranno essere svolte a distanza tramite piattaforma WebEx.

Gli studenti potranno usare il loro computer personale per eseguire le esercitazioni o alternativamente i computer del dipartimento di fisica. Nella prima lezione verranno illustrate le varie possibilità. 

Le slide delle lezioni sono disponibili su campusnet e le registrazioni delle lezioni su moodle

During academic year 2021-2022 lectures and laboratory are in classroom and in synchronous online mode at  the web addresses: https://unito.webex.com/meet/silvia.ferrarese https://unito.webex.com/meet/massimiliano.manfrin

To perform laboratory activities students may use their personal computers or, alternatively, the computers set up in the physics department. In the first lessons the different possibilities will be described.

Lecture slides are available on campusnet and lecture recording on moodle platform

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste nel preparare un programma in Fortran per risolvere numericamente un problema in ambito geofisico. Alla valutazione concorreranno anche la preparazione di un codice Fortran durante il laboratorio e lo studio di un evento meteorologico per mezzo di simulazioni WRF. 

The exam consists in solving a problem in the field of geophysics writing and running a Fortran code. Moreover, the final evaluation involves also the development of a Fortran code during the laboratory, and the study of a meteorological event using the WRF meteorological model. 

Oggetto:

Attività di supporto

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

- Chapman S.J. (2018) : Fortran for Scientists and Engineers. IV edition,   Ediz. McGraw-Hill.

- Chapman S. J. (2004) : Fortran 90/95 - guida alla programmazione. II edizione, Ediz. McGraw-Hill.

-Ciaburro G. (2008): Programmare con Fortran. Edizioni FAG Milano

-Metcalf M., Reid J., (1996) : Fortran 90/95 Explained, Oxford University Press

- Chapman S.J. (2018) : Fortran for Scientists and Engineers. IV edition,   Ediz. McGraw-Hill.

- Chapman S. J. (2004) : Fortran 90/95 - guida alla programmazione. II edizione, Ediz. McGraw-Hill.

- Ciaburro G. (2008): Programmare con Fortran. Edizioni FAG Milano

-Metcalf M., Reid J., (1996) : Fortran 90/95 Explained, Oxford University Press



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Note

Le esercitazioni al computer sono una parte fondamentale. La frequenza è fortemente consigliata. 

Practice exercises on the computer are a fundamental activity. Attendance is strongly recommended.

Oggetto:

Insegnamenti che mutuano questo insegnamento

Oggetto:

Orario lezioniV

GiorniOreAula
Lunedì9:00 - 11:00Aula Informatica B Dipartimento di Fisica
Mercoledì9:00 - 11:00Aula Informatica B Dipartimento di Fisica
Venerdì9:00 - 11:00Aula Informatica B Dipartimento di Fisica

Lezioni: dal 27/09/2021 al 14/01/2022

Nota: Sett1 - 27 settembre lun 9-11
Sett1 - 29 settembre mer 9-11
Sett1 - 1 ottobre ven 9-11

Sett2 - 4 ottobre lun 9-11
Sett2 - 6 ottobre mer 9-11
Sett2 - 8 ottobre ven 9-11

Sett3 - 11 ottobre lun 9-11
Sett3 - 13 ottobre mer 9-11
Sett3 - 15 ottobre ven 9-11

Sett4 - 18 ottobre lun 9-11
Sett4 - 20 ottobre mer 9-11
Sett4 - 22 ottobre ven 9-11

Sett5 - 25 ottobre lun 9-11
Sett5 - 27 ottobre mer 9-11
Sett5 - 29 ottobre ven 9-11

Sett6 - 3 novembre mer 9-11
Sett6 - 5 novembre ven 9-11

Sett7 - 8 novembre lun 9-11
Sett7 - 10 novembre mer 9-11
Sett7 - 12 novembre ven 9-11

Sett8 - 15 novembre lun 9-11
Sett8 - 17 novembre mer 9-11
Sett8 - 19 novembre ven 9-11

Sett9 - 24 novembre mer 9-11
Sett9 - 26 novembre ven 9-11

Sett10 - 1 dicembre mer 9-11
Sett10 - 3 dicembre ven 9-11

Sett11 - 6 dicembre lun 9-11 - buffer
Sett11 - 10 dicembre ven 9-11

Sett12 - 15 dicembre mer 9-11
Sett12 - 17 dicembre ven 9-11

Sett13 - 20 dicembre lun 9-11 - buffer

Sett15 - 12 gennaio mer 9-11 - buffer
Sett15 - 14 gennaio ven 9-11

Registrazione
  • Aperta
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 27/09/2021 17:38
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