PERIODO: LUGLIO

Le instabilità morfologiche sono in natura innumerevoli e onnipresenti. In numerosi casi presenti in diversi sistemi ambientali, esse sono il risultato di una mutua interazione tra un fluido in moto, spesso a superficie libera, e una superficie solida capace di modificarsi, attraverso processi fisici di varia natura (cambiamento di fase, erosione meccanica, precipitazione chimica). Ciò da luogo a complessi problemi di tipo "boundary-value". Il corso introduce lo studente alla fenomenologia di tali instabilità e, attraverso metodi mutuati dalla teoria dell'instabilità idrodinamica, fornisce gli elementi teorici per una loro corretta valutazione quantitativa, in termini di lunghezze d'onde selezionate, velocità di propagazione dei pattern, tempi di evoluzioni e comportamenti transienti. Sebbene si tenderà a fornire un approccio universale al problema, gli esempi discussi riguarderanno principalmente gli ambienti alluvionali, glaciali e carsici.
Morphological instabilities are widespread and ubiquitous in nature. In several examples, concerning many environmental systems, they result from a mutual interaction between a flow (usually an open-channel flow) and a solid movable boundary. The evolution of this latter can be driven by several physical processes, such as phase change, mechanical erosion and chemical precipitation. This gives rise to complex boundary value problems. The course provides an introduction to the phenomenology of such instabilities and, with the aid of some techniques taken by the hydrodynamic stability theory, some theoretical tools are provided for the quantitative evaluation of the selected wave-length, wave celerity, growth rate and transient behavior. Although the approach will be general and universal, the discussion will be focussed on examples in alluvial, glacial and karst environments.

Modelli idrodinamici in morfodinamica. (2h)
Fondamenti di teoria di stabilità idrodinamica, modale e non modale (6h)
Instabilità morfologiche in ambienti alluviali (8h): Dune (1D), Barre (2D), Meandri (3D)
Instabilità morfologiche in ambienti glaciali (4h): Aspetti fenomenologici (surging, ice-stream, condotti englaciali, canali sopraglaciali, bedieres, meandri, scallops). Modelli per icicle, ice-ripples e rills.
Instabilità in ambienti carsici (4h): Un modello universale di formazione delle stalattiti. Le crenulations. Cenni sulle potenzialità morfologiche in paleo-climatologia.
Hydrodynamic models in morphodynamics. (2h)
Principles of hydrodynamic stability theory (modal and non-modal) 6h.
Morphological instabilities in alluvial environments (8h): Dunes (1D), Bars (2D), Meanders (3D).
Morphological instabilities in glacial environments (4h): Phenomenology (surging, ice-stream, englacial conduits, supra-glacial channel, bediers, meanders, scallops). Mathematical modeling for icicles and ice-ripples.
Morphological instabilities in karst environments (4h): A universal model for stalactites' formation. Crenulations. Hints to the link between morphological patterns and paleoclimatology.