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Oggetto:
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Fisica dei fluidi

Oggetto:

Physics of fluids

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Anno accademico 2024/2025

Codice attività didattica
MFN1312
Docente
Filippo De Lillo (Titolare del corso)
Corso di studio
008703 Laurea in Fisica
Anno
3° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
D=A scelta dello studente
Crediti/Valenza
3
SSD attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Orale
Tipologia unità didattica
corso
Prerequisiti

Fisica di base (in particolare, meccanica e termodinamica).



Basic physics (in particular, mechanics and thermodynamics)

Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Concetti essenziali della fisica dei fluidi.

 

Fundamental concepts in the Physics of Fluids

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

 

Conoscenza e capacità di comprensione: Conoscenza di alcuni concetti fondamentali della fisica dei fluidi, a partire dai fondamenti meccanico-statistici delle equazioni di Navier-Stokes fino ad alcune proprietà dei flussi compressibili e incompressibili.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacità di utilizzare i concetti fondamentali della fisica dei fluidi per la comprensione di problemi più avanzati nei corsi successivi.

 

 

Knowledge and understanding

The student will acquire some fundamental concepts in the Physics of FLuids, the statistical-mechanic origin and the properties of the Navier-Stokes equations and the properties of compressible and incompressible flows 

 

Applying knowledge and understanding

The student will be able to apply the knowledge of basic fluid mechanics for more advanced courses. 

 

Oggetto:

Programma

 

 

  • Introduzione alla meccanica statistica di un gas perfetto
  • Funzione di distribuzione e equazione di Liouville
  • Equazione di Boltzmann: irreversibilità, teorema H e equilibrio maxwelliano
  • Struttura generale di una equazione di bilancio: eq. di conservazione della massa e quantità di moto
  • Equazione di Navier-Stokes
  • Interpretazione cinetica della viscosità
  • Soluzioni esatte delle equazioni di Navier Stokes
  • Flussi intorno ad un corpo al variare del numero di Reynolds
  • Dinamica della vorticità: teoremi di Kelvin e di Helmhotz
  • Strato limite: equazioni, conseguenze e stabilità
  • Introduzione alla turbolenza
  • Flussi compressibili: onde d'urto, problema di Riemann, cenni al problema di Riemann per le equazioni di Eulero.

 

  • Statistical mechanics of an ideal gas
  • Distribution function and Liouville's equation
  • Boltzmann equation, H-theorem and Maxwell-Boltzmann distribution
  • General form of a conservation equation: conservation of mass and momentum
  • Euler and Navier-Stokes Equations, kinetic interpretation of viscosity
  • Vorticity dynamics
  • Irrotational flows
  • Fundamentals of boundary layer theory
  • Brief introduction to turbulence
  • Compressible flows, Riemann's problem and introduction to  its solution for the compressible Euler equations.

 

 

Oggetto:

Modalità di insegnamento

L'insegnamento consiste di 24 ore di lezioni frontali.

in presenza, salvo aggiornamenti sui provvedimenti adottati da UniTo e  disponibili sul sito "Disposizioni per chi studia e lavora in UniTo" https://www.unito.it/ateneo/gli-speciali/coronavirus-aggiornamenti-la-comunita-universitaria/disposizioni-chi-studia-e

Le attività a distanza e lo streaming saranno possibili solo per i recuperi delle lezioni, per una percentuale limitata rispetto alle ore complessive erogate (max 20% del totale delle ore).

Registrazioni delle lezioni sono disponibili per il download sulla piattaforma Moodle (link in fondo alla pagina). 

I PDF delle lezioni (con eventuali aggiunte e note) sono disponibili come Materiale Didattico. 

 

The course consists in 24 lecture hours.

Lectures will be held in person. 

Remote lectures will be possible only for a limited number of hours (up to 20%) in substitution of cancelled regular lectures.

Video recordings of the lectures are available for for dowloading on Moodle (link at the bottom of this page). 

Also available are the PDF's of the recorded lectures.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

modalità di somministrazione della prova: esame orale
modalità di strutturazione della prova: colloquio

durata indicativa della prova:40 min

Scala di valutazione: voto in trentesimi

Dei seguenti argomenti è richiesta una conoscenza generale dei concetti senza dettaglio di formule e dimostrazioni

Gerarchia BBGKY (La conoscenza delle equazioni finali è necessaria per ricavare l'equazione di Boltzmann)

Flussi irrotazionali

Oral exam, grades from 1 to 30 (higher the better) or 30 cum laude 

The exam will take on average 40 minutes.

For some topics, a general understanding of the fundamental ideas is required, without a complete knowledge of the full computations, for example:

the BBGKY hyerarchy 

Irrotational flows.

 

 

 

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Libro
Titolo:  
Fluid Mechanics
Anno pubblicazione:  
1990
Editore:  
Academic press
Autore:  
Pijush K. Kundu
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
An introduction to the theory of the Boltzmann equation
Anno pubblicazione:  
2004
Editore:  
Dover
Autore:  
Stewart Harris
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Statistical mechanics
Anno pubblicazione:  
1987
Editore:  
John Wiley & Sons
Autore:  
Kerson Huang
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:

Note

Gli/le studenti/esse con DSA o disabilità, sono pregati di prendere visione delle modalità di supporto (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disabilita) e di accoglienza (https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsa) di Ateneo, ed in particolare delle procedure necessarie per il supporto in sede d’esame (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disturbi-specifici-di-apprendimento-dsa/supporto)

Registrazione
  • Aperta
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 30/05/2024 15:13
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