Meccanica dei Fluidi 1

anno accademico 2008/2009

MECCANICA DEI FLUIDI 1

docente: Emanuele Caglioti

Attenzione

le date di inizio e di fine del II sem per i corsi di laurea in Matematica sono state modificate.

secondo semestre (2 mar 2009 - 6 giugno 2009)

Aula ed Orario: Aula F - Lunedi' e Giovedi' dalle 14 alle 16, Mercoledi' dalle 14 alle 15

Frequenza: consigliata

Programma del corso:

- Equazioni della dinamica dei continui

Jacobiano del flusso e sua derivata temporale: il teorema di Liouville

Teorema del trasporto.

Equazione di continuita'.

L'equazione di Eulero per i fluidi incomprimibili non viscosi.

- Fluidi incomprimibili non viscosi

Un principio variazionale per il moto dei fluidi incomprimibili.

Integrali primi del moto: energia, vorticita', impulso, momento della quantita' di moto.

Flussi potenziali e flussi stazionari.

I teoremi di Bernuolli e il teorema di Kelvin per i fluidi incomprimibili.

Il teorema di Stevino e la legge di Archimede.

Un paradosso per i fluidi non viscosi:

il teorema di Kutta-Joukowski e di D'Alambert.

Profilo di Joukowski: calcolo esplicito del flusso

- La vorticita'

Equazione per la vorticita' in dimensione due.

La funzione di corrente.

Richiami sulle soluzioni dei problemi ellittici con condizioni di Dirichlet o di Neumann.

Richiami sulla funzione di Green nel piano e nei domini.

Ricostruzione del campo di velocita' a partire dalla vorticita':

caso dell'intero piano, caso dei domini limitati semplicemente connessi, caso dei domini limitati non semplicemente connessi, caso del dominio esterno.

- Esistenza ed unicita' delle soluzioni in dimensione due

Proprieta' di limitatezza e di regolarita' quasi--liptschiziana del campo di velocita'.

Esistenza di flussi per campi quasi--liptschitziani.

Costruzione delle soluzioni, unicita' e regolarita'.

- Questioni di stabilita' delle soluzioni stazionarie

Differenze delle questioni di stabilita' tra il caso finito--dimensionale e il caso infinito--dimensionale: il teorema di Liapunov e il problema delle norme.

Stabilita' dei flussi potenziali nella norma dell'energia.

Soluzioni stazionarie per i patch di vorticita'.

Il teorema di Marchioro--Pulvirenti per la stabilita' del patch.

Il teoremi di Arnold per la stabilita' dei flussi regolari nei canali.

- Dinamica dei vortici.

Modello a Vortici - Semplici Esempi - Collasso - Convergenza del Modello a Vortici all'Equazione di Eulero 2D

Orario di ricevimento: MAR 14.00-16.00 studio n.7 (locali ex falegnameria)

Testo consigliato: Carlo Marchioro, Mario Pulvirenti: "Mathematical theory of incompressible nonviscous fluids", Springer 1994.

Alexandre J. Chorin, Jerrold E. Marsden: "A mathematical introduction to fluid mechanics" Springer 1993.

Per quanto riguarda il profilo di Joukowski si possono consultare gli appunti delle lezioni o vedere

http://en.wikipedia.org/wiki/Joukowsky_transform

Modalità di erogazione: convenzionale

Studio personale: la percentuale prevista di studio personale sul totale dell'impegno richiesto e' del 65%

Sedute d'esame:

  • 15 giu 2009 ore 11:00
  • 08 lug 2009 ore 11:00
  • 07 set 2009 ore 11:00
  • 11 gen 2010 ore 11:00