Metodi numerici avanzati per PDEs unipv Home


Docente: Andrea Moiola
https://euler.unipv.it/moiola/
Email: andrea.moiola@unipv.it
Telefono: +39 0382 985656
Ufficio: E15, Dipartimento di Matematica
 
Pagina del corso:    https://euler.unipv.it/moiola/T/MNAPDE2025/MNAPDE2025.html
Syllabus: https://unipv.coursecatalogue.cineca.it/insegnamenti/2024/19235/2009/10004/10063
Pagina Kiro: https://elearning.unipv.it/course/view.php?id=8588
Semestre: Primavera 2025
Ricevimento: Su appuntamento
Crediti formativi: 6
Corsi di laurea: LM matematica
LM ingegneria computazionale e modellistica per materiali, strutture e tecnologie sostenibili
Lezioni: Martedì 14:00 - 16:00
Venerdì 14:00 - 16:00
Aula C12/C13, dipartimento di matematica
Le registrazioni delle lezioni dell'anno 2024 sono disponibili sulla pagina Kiro/Panopto

Il corso riguarderà metodi numerici per problemi di scattering di onde.
In particolare ci occuperemo del metodo degli elementi al bordo (BEM, boundary element method) per l'equazione di Helmholtz \(\Delta u+k^2u=0\).

Alcune immagini ed animazioni di soluzioni dell'equazione di Helmholtz, incluse alcune calcolate con il BEM.

File pdf con le dispense del corso.
Per favore segnalate gli errori!
Libri, articoli e altre dispense per eventuali approfondimenti sono indicati nel file pdf.

Gli orari e le date potranno subire modifiche.
1Venerdì
28.02.2025
14-16
Introduzione al corso.

Acustica, applicazioni.
Leggi di conservazione per massa e quantità di moto.
Pressione, densità, velocità.
Linearizzazione delle equazioni di continuità e di Eulero.
Derivazione dell'equazione delle onde \(\frac1{c^2}\frac{\partial^2 U}{\partial t^2}-\Delta U=0\) per la pressione acustica.
1.1
2Martedì
04.03.2025
14-16
Equazione delle onde acustiche.
Esempio di soluzione: onda piana \(U(\mathbf x,t)=F(\mathbf x\cdot \mathbf d-ct)\) e onda sferica.
Condizioni al bordo per l'equazione delle onde: sound-soft, sound-hard, impedenza, trasmissione.
Equazione delle onde non omogenea, aeroacustica.

Soluzioni armoniche in tempo, equazione di Helmholtz.
Numero d'onda, ampiezza, fase.
Condizioni al bordo per l'equazione di Helmholtz: sound-soft, sound-hard, impedenza.
Equazione delle onde smorzata, numero d'onda complesso.
Equazioni ellittiche ed equazioni iperboliche.
Relazione con la trasformata di Fourier in tempo.
1.1.1
1.2
3Venerdì
07.03.2025
14-16
Equazioni di Maxwell in tempo e armoniche in tempo.
Formulazione delle equazioni di Maxwell armoniche in tempo come equazione di secondo grado per il campo elettrico \(\mathrm{curl\,curl\,}\mathbf{E}-k^2\mathbf{E}=\mathbf{0}\).
Condizioni al bordo: PEC e di impedenza.
Le componenti di una soluzione di Maxwell sono soluzioni di Helmholtz, ma un problema al bordo di Maxwell non si può risolvere come tre problemi al bordo di Helmholtz; esempio.
Soluzione delle equazioni di Maxwell con dipendenza data da una variabile: TE e TM modes, riduzione ad un problema di Helmholtz 2D.

Equazione di Navier dell'elastodinamica lineare; caso armonico in tempo.
Potenziale scalare e vettoriale, onde di pressione e onde trasversali.
1.3
1.4
4Martedì
11.03.2025
14-16
5Venerdì
14.03.2025
14-16
6Martedì
18.03.2025
14-16
7Venerdì
21.03.2025
14-16
8Martedì
25.03.2025
14-16
9Venerdì
28.03.2025
14-16
Nessuna lezione 1-4.04.2025
10Martedì
8.04.2025
14-16
11Venerdì
11.04.2025
14-16
12Martedì
15.04.2025
14-16
Interruzione per Pasqua
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