- Oggetto:
- Oggetto:
Laboratorio di geofisica computazionale
- Oggetto:
Computational Geophysics Laboratory
- Oggetto:
Anno accademico 2014/2015
- Codice dell'attività didattica
- MFN0836
- Docente
- Prof. Renzo Richiardone (Titolare del corso)
- Corso di studi
- 008510-103 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica dell'Ambiente e delle Tecnologie Avanzate
008510-103 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica dell'Ambiente - Anno
- 1° anno
- Periodo didattico
- Secondo periodo didattico
- Tipologia
- B=Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/01 - fisica sperimentale
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Scritto
- Prerequisiti
- conoscenze di base del corso di laurea triennale in Fisica
- 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 95/2003
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacita' di comprensione (knowledge and understanding):
Conoscenza approfondita del linguaggio di programmazione Fortran nelle versioni 95/2003 - Conoscenza dei metodi di integrazione numerica piu' usati nei modelli di previsione meteorologica
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding):
Capacita' di risolvere un problema o modellizzare un processo di interesse geofisico-ambientale in modo numerico programmando in Fortran 95/2003
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
l'esame consiste nel preparare un breve programma in Fortran 95/2003 per risolvere numericamente un problema in ambito geofisico
- Oggetto:
Programma
FORTRAN 95/2003 :
Tipi di variabili intrinseche e loro precisione - Espressioni ed operatori numerici, logici, CHARACTER - Funzioni intrinseche - Diagrammi di flusso - Costrutto IF...THEN...ELSE - Costrutto CASE - Cicli (istruz. DO, CYCLE, EXIT)- Istruzioni e formati di I/O - Files sequenziali e ad accesso diretto - Istruz INQUIRE - Matrici e loro sezioni - Costanti vettoriali - Matrici conformi ed operazioni "elementali" - Il costrutto WHERE - Allocazione dinamica - Sottoprogrammi - Condivisione di dati tra sottoprogrammi mediante i moduli - Procedure ricorsive - Puntatori - Cenni alla programmazione Object-Oriented .
METODI NUMERICI :
Integrazione nel tempo e nello spazio con le differenze finite : schemi numerici a 2 e 3 livelli, espliciti ed impliciti - Schemi forward,backward, trapezoidale, leapfrog - Accuratezza e stabilita' - Confronto tra soluzioni numeriche con metodi diversi e le soluzioni esatte per l'equazione che descrive il raffreddamento newtoniano e l'equazione dell'avvezione lineare unidimensionale.FORTRAN 95/2003:
Intrinsic data types and their precision - Numerical, logical, CHARACTER operators and expressions - Intrinsic functions - Flowcharts - IF...THEN...ELSE construct - CASE construct - Loops (DO, CYCLE, EXIT statements) - I/O statements and formats - Sequential and direct access files - INQUIRE statement - Arrays and array sections - Vector constants - Conformable arrays and elemental operations - WHERE construct - Dynamic memory allocation - Subprograms - Data sharing using modules - Recursive procedures - Pointers - Object-Oriented Programming outlines.
NUMERICAL METHODS :
Time and space integration using finite differences : 2 and 3-level numerical schemes - explict and implicit schemes - Forward, backward, trapezoidal, leapfrog schemes - Accuracy and stability - Methods intercomparison and exact solutions in newtonian cooling and 1D- linear advection equations.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Chapman S. J. (2004) : Fortran 90/95 - guida alla programmazione. II edizione, Ediz. McGraw-Hill. - Durran D. R. (1999) : Numerical Methods for Wave Equations in Geophysical Fluid Dynamics. Ediz. Springer. - Mesinger F., Arakawa A. (1976) : Numerical Methods Used in Atmospheric Models . GARP Publications Series N. 17, vol. 1 - World Meteorological Organization. - http://exodus.physics.ucla.edu/Fortran95/F90_Objects.pdf
- Oggetto:
Note
Le esercitazioni al computer sono una parte fondamentale. La frequenza è fortemente consigliata. Non e' necessaria alcuna propedeuticita'.
- Oggetto:
