Offerta didattica

Offerta didattica per il dottorato in matematica e fisica

 

Offerta didattica per il dottorato in matematica e fisica per l’anno 2012

 

Structure and Mechanics of Liquid and Solid Foams 

Andrew M. Kraynik

Sandia National Laboratories (retired)

University of Manchester

University of Erlangen-Nuremburg

moc.liamg@nyarkma

 

Giovedi' 25 Ottobre ore 11-13 Sala Riunioni Dipartimento di Matematica e Informatica Venerdi' 26 Ottobre ore 11-13 Sala Riunioni Dipartimento di Matematica e Informatica Lunedi' 29 Ottobre ore 10-12 Aula Multimediale Dipartimento di Matematica e Informatica

 

This short course is aimed at understanding the relationships between macroscopic mechanical behavior and cell-level structure of liquid and solid foams by focusing on two model systems: soap froth and low-density solid foam with open cells. The microstructure of solid foams evolves during processing when gas bubbles grow in viscous liquids that eventually solidify. Consequently, the cell-level geometry of liquid and solid foams has many features in common.

Soap froth – the quintessential liquid foam – is a complex fluid composed of gas bubbles jammed together in a small amount of liquid and stabilized against coalescence by surfactants. Applications include foods and beverages, personal care products, froth flotation, petroleum production, firefighting, and polymer foam processing. Foams exhibit a wide range of rheological properties (shear modulus, yield stress, non-Newtonian viscosity, slip at the wall, and expansion viscosity) that depend strongly on their microstructure (cell size and liquid fraction), which can evolve by various mechanisms (foam expansion, diffusive coarsening, and foam drainage). Models of foam structure ranging in complexity from the regular honeycomb in two dimensions to random polydisperse foams in three dimensions will be discussed. The connection between macroscopic rheology and cell-level structure and deformation mechanisms will be illustrated by many examples.

Open-cell polyurethane foams provide the familiar cushioning in bedding and upholstery applications while metal foams are used to absorb energy under higher loads. The elastic behavior of low-density solid foams will be discussed for two-dimensional honeycombs and three-dimensional open-cell foams with ordered and random cell structure based on soap froth geometry. Crushing experiments and simulations for aluminum foam will be discussed.

 

Course Outline

 

  • Introduction and overview

 

  • Applications

 

  • LIQUID FOAMS – dry soap froth

 

  • Plateau’s laws for equilibrium soap froth

 

  • Surface Evolver

 

  • 2D foam structure and topology
  • Honeycomb
  • Voronoi tessellations and Surface Evolver simulations of random foam

 

  • 3D foam structure and topology
  • Ordered structures
  • Kelvin, Williams, Weaire-Phelan, TCP structures
  • Random monodisperse foams
  • Matzke’s experiments
  • Surface Evolver simulations
  • Random polydisperse foams
  • Surface Evolver simulations
  • Foam energy density
  • Geometric and topological statistics

 

  • IPP Theory (Isotropic Plateau Polyhedra)

 

  • Rheology – 2D and 3D
  • Shear modulus
  • Theory and Surface Evolver simulations
  • Large-deformation elasticity
  • Shearing flow
  • T1 topological transitions, yield stress, normal stresses

 

  • Wet foams – finite liquid fraction
  • Plateau borders

 

  • Viscous effects in foam flow

 

  • Foam expansion viscosity
  • 2D and 3D theory and simulations

 

  • Diffusive foam coarsening
  • Von Neumann’s law – 2D foams
  • Diffusive coarsening of 3D foams

 

  • SOLID FOAMS

 

  • Affine theories of foam mechanics

 

  • 2D solid honeycomb
  • Linear elastic behavior – theory

 

  • 3D open-cell foam
  • Kelvin foam – theory
  • Finite-element beam models based on random soap froth structure
  • Young’s modulus

 

  • Crushing low-density open-cell foams
  • Experiments
  • Simulations – Kyriakides and coworkers

 

Offerta didattica per il dottorato in matematica e fisica per l’anno 2011

Scuola Internazionale di Dottorato in Particle Physics, Astrophysics and Cosmology

Nel quadro della seconda edizione della scuola europea del dottorato in fisica e astrofisica delle alte energie e cosmologia IDPASC, che raccoglie una ventina di università italiane, spagnole, portoghesi e francesi e il CERN di Ginevra,

si terranno le presentazioni (di durata di circa 50 minuti ciascuna) aperte al pubblico:
1) Astri e particelle.
Venerdì 27 Gennaio alle 18, palazzo del Torso.
Alessandro De Angelis, professore di fisica sperimentale presso l’Università di Udine e il Politecnico di Lisbona.
Telescopi e rivelatori di radiazione cosmica cercano di decifrare e interpretare l’Universo attraverso la luce e le particelle elementari che ininterrottamente ci raggiungono. Questi segnali sono rivelati con esperimenti situati nelle profondità del mare, nelle viscere delle montagne, sugli altopiani più elevati del pianeta, in isole in mezzo all’oceano o nei deserti, e oltre, nello spazio. In modo complementare l’acceleratore LHC al CERN di Ginevra spinge ai limiti ultimi l’indagine sul mondo delle particelle elementari accessibili all’uomo. In questo quadro l’infinitamente grande e l’infinitamente forse un giorno ci consentiranno di scoprire il nostro futuro.
Alessandro De Angelis è professore di fisica a Udine e al Politecnico di Lisbona. Negli anni ’90 e’ stato membro dello staff del CERN di Ginevra; dal 1999 ha introdotto a Udine un gruppo di astrofisica delle alte energie. Tra i fondatori del telescopio gamma su satellite Fermi della NASA, e responsabile nazionale e vicepresidente del telescopio gamma MAGIC alle Canarie, si occupa ora soprattutto di problemi di fisica fondamentale. È autore di oltre 500 articoli scientifici e del libro divulgativo “L’enigma dei raggi cosmici” recentemente pubblicato da Springer.
2) Ricerca di vita extraterreste (in inglese).
Venerdì 3 Febbraio alle 9, palazzo del Torso.
Julian Chela-Flores, professore di fisica applicata presso l’ICTP di Trieste.
The search for extraterrestrial life in our solar system: the role of particle physics and space science in one of astrobiology’s major objectives.
Julian Chela-Flores, venezuelano, ha conseguito il dottorato a Londra; è professore presso l’ICTP di Trieste. Fra i maggiori esperti al mondo sulla ricerca di vita extraterrestre, è stato consulente della NASA e dell’ESA in varie missioni rivolte alla  ricerca di vita extraterrestre. È autore di articoli sulle più prestigiose riviste scientifiche, di vari articoli di divulgazione, e del libro “The Science of Astrobiology” recentemente pubblicato da Springer.
3) L’impatto della ricerca fondamentale sulla qualità della vita.
Venerdì 3 Febbraio (luogo e ora verranno comunicati in seguito).
Sergio Bertolucci, Direttore di Ricerca del CERN di Ginevra.
Sergio Bertolucci, nato a La Spezia, e’ Direttore di Ricerca del CERN di Ginevra. E’ stato vice presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e direttore dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, e ha avuto incarichi di responsabilità al Cern, in centri di ricerca internazionali e in panel europei.

  

Seminario IDIFO3:

Giovedì 19 gennaio 2012 – ore 16.30, Aula 12 Polo Rizzi

Professor Silvio Bergia
Fisico teorico dell’Università di Bologna,
esperto in divulgazione e didattica della relatività

“Le risposte attuali dei fisici ai problemi irrisolti riguardanti la gravità in chiave storica, a partire dal libro
“Gravità, la forza che governa l’universo” di George Gamow”

 

Teoria delle deformazioni in geometria algebrica

Docente: Prof. Fabrizio Catanese. Il Prof. Fabrizio Catanese sarà ospite della Facoltà di Scienze dell’ Università degli studi di Udine nel mese di Settembre.Il professore terrà un corso di livello dottorale presso il DIMI.

Programma Lezioni in Sala Riunioni DIMI:

Venerdi 9 Settembre 15.00-17.00

Lunedi 12 Settembre 15.00-17.00

Mercoledi 14 settembre 15.00-17.00

Lunedi 19 Settembre 15.00-17.00

Mercoledi 21 Settembre 15.00-17.00

Giovedi 22 Settembre 11.00-13.00

 ARGOMENTO DEL CORSO

L’ argomento del corso verte su uno degli aspetti fondamentali della geometria algebrica, cioe’ lo studio delle classi di equivalenza birazionale di varieta’ algebriche, e gli spazi di moduli i cui punti corrispondono in modo funtoriale alle classi di equivalenza.

Il concetto di stabilita’ gioca un ruolo centrale nella GIT, Teoria Geometrica degli Invarianti, e questo concetto puo’ essere illustrato tramite esempi elementari.

La teoria delle deformazioni gioca,  riguardo agli spazi di moduli, un ruolo analogo allo studio analitico locale delle varieta’ algebrichetramite il teorema delle funzioni implicite e lo studio analitico delle singolarita’ . Essa  permette spesso  di calcolare la dimensione dello spazio dei moduli, e di dimostrare che certi sottinsiemi sono aperti. Diverse varianti della teoria della deformazione saranno studiate, con particolare enfasi alle applicazioni allo studio degli spazi di moduli di superficie algebriche.

Riferimento principale: arXiv:1106.1368 

 A Superficial Working Guide to Deformations and Moduli,to appear in the Handbook of Moduli, in honour of David Mumford, to be published by International press, editors Gavril Farkas and Ian Morrison

 Altri riferimenti:

 Mumford, David; Suominen, Kalevi Introduction to the theory of moduli. Algebraic geometry, Oslo 1970 (Proc. Fifth Nordic Summer-School in Math.), pp. 171–222. Wolters-Noordhoff, Groningen, 1972.

Gieseker, D. Geometric invariant theory and applications to moduli problems. Invariant theory (Montecatini, 1982), 45–73, Lecture Notes in Math., 996, Springer, Berlin,1983.

Catanese, Fabrizio Differentiable and deformation type of algebraic surfaces, real and symplectic structures. Symplectic 4-manifolds and algebraic surfaces, 55–167, Lecture Notes in Math., 1938, Springer, Berlin, 2008

Seminari IDIFO3 per ricercatori dottorandi ed insegnanti

 

Corso del Prof. Ern

Il prof. Ern sara’ ospite del dipartimento nel periodo 11-23 aprile, nell’ambito del programma visting professor d’ateneo. Terra’ i  corsi e seminari sottoelencati, che potrebbero essere di interesse per il dottorato. Il calendario delle lezioni non e’ ancora definito, ma lo sara’ a breve.

  • Corso Elementi finiti

– slot uno : principio generale del metodo, esempi 1D
– slot due : presentazione del metodo in 2D per il problema di Poisson
– slot tre : estenzione ad altri problemi, in particolare con convezione

  • Corso Volumi Finiti

– slot uno : proprieta matematiche di una legge di conservazione
(scalare 1D)
– slot due : esempi di metodi per l’equazione di advezione
– slot tre : estensione al caso non lineare

  • Seminario 1 : Stochastic spectral Galerkin methods for uncertain

hyperbolic problems

  • Seminario 2 : Implicit-explicit schemes for convection-diffusion equations

 

Offerta didattica per il dottorato in matematica e fisica per l’anno 2007

  • Calcolo delle Variazioni e Teoria Variazionale dell’Elasticità 2
    Docenti: prof. Lorenzo Freddi e prof. Roberto Paroni (ordinario di Scienza delle Costruzioni, Università di Sassari).
    Prerequisiti: Il corso è indirizzato principalmente a chi ha seguito il corso di “Calcolo delle Variazioni e Teoria Variazionale dell’Elasticità” tenuto l’anno scorso e ne costituisce il naturale proseguimento. Potrà partecipare proficuamente anche chi avrà seguito il corso di Analisi 8 del corrente anno.
    Saranno comunque dati per noti la misura di Lebesgue a gli spazi Lp, gli spazi di Sobolev e relative topologie deboli, il metodo diretto del calcolo delle variazioni, i principali teoremi di semicontinuità per funzionali integrali nei casi scalare e vettoriale.
    Programma:

     

    • Funzioni a variazione limitata
    • Misure di Young
    • Rilassamento e Gamma-convergenza
    • Problemi di esistenza e rilassamento in elasticità lineare e non lineare
    • Applicazioni della Gamma-convergenza a problemi di riduzione dimensionale e modellistica variazionale

    Durata: 30 ore circa.
    Periodo di svolgimento: Marzo-Aprile-Maggio 2007

  • Sistemi dinamici e applicazioni
    Docente: prof. Fabio Zanolin
    Periodo di svolgimento: a partire da Aprile 2007
    Programma
  • Leggi di conservazione
    Docente: dott. Paolo Baiti
    Periodo di svolgimento: terzo periodo didattico
    Sunto: Il corso tratta un’introduzione alla teoria matematica delle leggi di conservazione iperboliche, le quali sono una particolare classe di equazioni differenziali alle derivate parziali di tipo iperbolico. Modellano vari problemi della fisica e delle scienze, dalla dinamica dei liquidi/gas, alla cromatografia, all’elastodinamica, oil-recovery, ecc…, avendo anche applicazioni ai flussi di traffico. Verranno affrontate le problematiche di base, quali l’esistenza e la buona positura per le soluzioni di equazioni/sistemi di equazioni.
  • Seminario di geometria aritmetica, basato sul libro di Bombieri e Gubler “Heights in diophantine geometry”.
    Ogni venerdì alle 16 da gennaio

Offerta didattica per il dottorato in matematica per l’anno 2006

  • Analisi funzionale e teoria degli operatori 
    Docenti: Fabio Zanolin e Dario Fasino
  • Algebre di operatori
    Docente: Carlo Cecchini
  • Algebre di Lie
    Docente: Mario Mainardis
    Durata: 48 ore
  • Teoria dei numeri
    Docenti: Umberto Zannier e Pietro Corvaja
    Durata: 48 ore
  • Topologia
    Docente: Dikran Dikranjan
    Durata: 48 ore
  • Calcolo delle Variazioni e Teoria Variazionale dell’Elasticità
    Docenti: Lorenzo Freddi e Roberto Paroni
    Prerequisiti: i partecipanti dovranno possedere le nozioni basilari sulla misura di Lebesgue e gli spazi Lp
    Programma:

     

    • Spazi di Sobolev e topologie deboli
    • Il Metodo Diretto del Calcolo delle Variazioni
    • Semicontinuità di funzionali integrali: caso scalare e caso vettoriale
    • Equazioni di Eulero
    • Misure di Young
    • Rilassamento
    • Elasticità lineare e non lineare

    Durata: 30 ore circa

  • Sistemi dinamici di origine algebrica
    Docente: Giovanni Panti
  • Curve razionali sulle superfici algebriche
    Docente: Barbara Fantechi