SSD: ING-INF/02
CFU: 9
Insegnamenti propedeutici (se previsti dall'Ordinamento del CdS)
Nessuno.
Eventuali prerequisiti
Nessuno.
Obiettivi formativi
Con principale riferimento all’elettromagnetismo e alla dinamica del continuo che descrive possibili mezzi materiali, l’insegnamento ha lo scopo di fornire i fondamenti fisico-matematici necessari alla comprensione delle proprietà dei campi quali modelli per la descrizione macroscopica dei fenomeni elettromagnetici, dei mezzi materiali e della loro interazione.
Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Lo studente dovrà mostrare di aver acquisito gli strumenti metodologici fondamentali della teoria dei campi. Dovrà inoltre dimostrare conoscenza delle principali tecniche numeriche per la soluzione di semplici equazioni differenziali del primo e del secondo ordine, discutendone accuratezza e stabilità.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente dovrà mostrare di saper applicare le conoscenze acquisite all’impostazione di semplici problemi e alla loro risoluzione numerica, facendo riferimento a schemi algoritmici relativi alle geometrie più semplici e agli approcci utili all’accelerazione del calcolo.
Programma - Syllabus
Richiami di algebra e analisi tensoriale. Descrizione microscopica e macroscopica di un sistema fisico. Il concetto di campo nella descrizione dei sistemi continui e il concetto di forza [1 CFU].
Il Campo Elettromagnetico. Conservazione della carica elettrica. Densità di carica e di corrente. Le Equazioni di Maxwell. La Forza di Lorentz. Le Equazioni di Maxwell nei mezzi materiali: equazioni costitutive e loro proprietà. Le Equazioni di Maxwell nel dominio della frequenza e dei fasori. Il Campo Elettromagnetico ed il concetto di energia: i teoremi di Poynting. Impostazione di un problema elettromagnetico. Applicazioni [2 CFU].
Introduzione alla Meccanica del Continuo. Le leggi di bilancio. Le equazioni costitutive dei materiali. Impostazione di un problema di meccanica del continuo. Applicazioni [2 CFU].
Un modello di sistema fisico la cui descrizione richiede l’utilizzo congiunto delle leggi fisico-matematiche dell’elettromagnetismo e della dinamica del continuo [1 CFU].
Soluzione numerica di un problema di dinamica dei campi: gli approcci FEM, FDTD e MoM. Accelerazione algoritmica del calcolo numerico. Accelerazione del calcolo numerico basata sull’impiego di piattaforme per High Performance Computing. Il GPU Computing [3 CFU].
Materiale didattico
Si veda il sito web del docente della materia.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali ed esercitazioni in aula e in laboratorio.
Verifica di apprendimento e criteri di valutazione
Modalità di esame
L'esame si articola in prova solo orale.