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Applicazione della teoria delle reti complesse allo studio di flussi turbolenti
Tesi all'estero
Parole chiave DATA MINING, RETI COMPLESSE, TURBOLENZA
Riferimenti LUCA RIDOLFI, STEFANIA SCARSOGLIO
Riferimenti esterni G. Iacobello (Polito), J. G. M. Kuerten (TUE), P. Salizzoni (ECL)
Tipo tesi SPERIMENTALE E NUMERICA, TEORICA E NUMERICA
Descrizione Lo studio della turbolenza riveste una grande importanza scientifica e pratica, essendo turbolenti la maggior parte dei flussi nelle applicazioni industriali (ad es., flussi nei condotti, aerodinamica dei mezzi di trasporto e processi di combustione) e in natura (ad es., flussi fluviali, correnti oceaniche, flussi atmosferici). Ad oggi, nuove tecniche di analisi sono necessarie al fine di ottenere informazioni sulla dinamica dei flussi turbolenti e, nel contempo, gestire la mole di dati (big-data) estratti da simulazioni numeriche e/o sperimentali sempre più accurate.
In tale contesto, nelle ultime due decadi, le reti complesse (complex networks) sono emerse come uno strumento potente e versatile per lo studio di sistemi complessi, quali la turbolenza. La teoria delle reti complesse affonda le sue radici nella teoria dei grafi – nella quale elementi discreti legati tra loro permettono di descrivere le dinamiche di sistemi complessi - e in altre discipline quali la fisica statistica e il data-mining. Ad oggi tale teoria è stata utilizzata con successo in diversi ambiti quali informatica (ad es., Internet), statistica-economia (ad es., reti finanziarie), relazioni sociali (social networks) e biologia (ad es., metabolic e neuronal networks), mentre è di più recente interesse l’applicazione a problemi fisico-ingegneristici e ambientali (ad es., reti climatiche).
Il presente lavoro di tesi si propone dunque di applicare ad uno studio di carattere fluidodinamico, quale è la dinamica di flussi turbolenti, gli strumenti e le metodologie derivanti dalla teoria delle reti complesse. Tale approccio ha connotati fortemente originali ed interdisciplinari essendo un’alternativa, ancora oggi inesplorata, alle più consolidate analisi statistiche della turbolenza. In dettaglio, le seguenti tesi vengono qui proposte:
o Approccio Euleriano allo studio di flussi turbolenti (ad es., turbolenza di parete) – rete spaziale (possibilità di mobilità all'estero presso la Eindhoven University of Technology, TUE, Prof. J. G. M. Kuerten)
o Approccio Lagrangiano per lo studio di mixing turbolento – rete spazio-temporale (possibilità di mobilità all'estero presso la Eindhoven University of Technology, TUE, Prof. J. G. M. Kuerten);
o Analisi di serie temporali di flussi turbolenti (ad es., visibility, recurrence networks)
o Processi di trasporto di inquinanti nello strato limite urbano attraverso reti complesse mono-layer e multi-layer (possibilità di mobilità all'estero presso l'École centrale de Lyon, ECL, Prof. P. Salizzoni).
Il fine delle suddette proposte di tesi è di contribuire alla comprensione della caratterizzazione spazio-temporale della dinamica della turbolenza, con particolare attenzione ai flussi di parete e ai processi di dispersione.
Conoscenze richieste Buone capacità di programmazione/sviluppo algoritmi (es., Matlab, R), interesse per le applicazioni interdisciplinari. Per maggiori informazioni contattare i referenti.
Scadenza validita proposta 25/07/2021
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