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MASTER IN FLUIDODINAMICA - Introduzione alla meccanica della turbolenza

Il corso cercherà di fornire una visione moderna della meccanica della turbolenza, sia sul piano della interpretazione fisica del fenomeno, cosi come sugli strumenti numerici che permettono di svelarne il comportamento più intimo. Partendo da concetti basilari il corso arriva ad introdurre le frontiere attuali della ricerca con l'obbiettivo di rendere lo studente consapevole delle possibilità e dei limiti delle tecniche di studio sviluppate nell'arco degli ultimi decenni. ellittiche e paraboliche della fluidodinamica.

PROGRAMMA:

  1. Introduzione: frattali, la cascata di energia autosimilare, altri processi frattali della fisica;
  2. Vorticitá e Caos: vorticità bidimensionale, l'effetto della viscosità, sistemi di vortici puntuali;
  3. Vorticità Tridimensionale:cinematica, dinamica, la viscosità e la scala di Burger, interazione tra vortici e tra vortici e pareti;
  4. Strumenti Statistici: analisi di Fourier, correlazioni e funzioni di struttura, spettri;
  5. La Cascata di Kolmogorov: la cascata tridimensionale, scale di lunghezza caratteristiche, turbolenza anisotropa e non omogenea, l'equazione della energia;
  6. Turbolenza in Flussi con Gradiente: turbolenza in flussi senza frontiere, effetti di miscelamento e possibilità di controllo; turbolenza in flussi con parete, il ruolo delle strutture coerenti;
  7. Simulazione Numerica di Flussi Turbolenti: la simulazione diretta (DNS), la simulazione "Large Eddy" (LES), le simulazioni basate sulla formulazione mediata delle equazioni di Navier-Stokes (RANS).