Academic literature on the topic 'Soluzioni numeriche'

Il saggio prende in considerazione due problemi vitruviano-pierfrancescani rimasti sino a oggi senza spiegazione e neppure riconosciuti come tali dai moderni esegeti del De prospectiva pingendi: la lunghezza del plinto della base attica (Libro III, propositio sexta) e la dimensione della concavità dell’abaco del capitello composito (Libro III, propositio septima).In ambedue i casi i dati numerici danno conto dell’obbligata impossibilità di Piero nell’offrire soluzioni ai passi guasti dei codici vitruviani, tutti con numerosi errori. La condizione di Piero è la stessa di Leon Battista Alberti: nessuno dei due è un filologo. Lo studio rende ragione anche delle oscillazioni dimensionali proposte da Alberti per il lato del plinto.Il saggio è occasione per «smascherare» un plagio di Luca Pacioli proprio in relazione ai due temi principali dell’intervento.AbstractThe essay takes into consideration two problems related to Vitruvius and Piero della Francesca that have remained unexplained up to now and are not even recognized as such by the modern exegetes of De prospectiva pingendi: the length of the plinth of the Attic base (Book III, propositio sexta) and the size of the concavity of the abacus of the composite capital (Book III, propositio septima). In both cases the numerical data reveal Piero’s impossibility to offer solutions to faulty passages of the Vitruvian codes, all with numerous errors. Piero’s condition is the same as Leon Battista Alberti: neither is a philologist. The study also explains the dimensional oscillations proposed by Alberti for the plinth side.The essay is an opportunity to «unmask» a plagiarism by Luca Pacioli precisely in relation to the two main themes examined here.

Lo scopo della tesi, una volta analizzato il modello fisico-matematico del processo di acquisizione dei dati, è stato quello di studiare opportuni modelli matematici e algoritmi di ricostruzione per CBCT che fossero in grado di evidenziare i tessuti molli nei dati ricostruiti. La tesi si è svolta nell'ambito di una collaborazione scientifica con l'azienda Skanray di San Lazzaro.

2012/2013
The exploitation of geothermal heat by ground source heat pumps is presently growing throughout Europe and the world. In Italy, at the end of 2010, borehole heat exchangers covered most of the 30% of the total energy used for space conditioning, showing an increase of 50%compared to 2005. The forecasts for 2015 suggest a further increase in the direct uses of the geothermal heat exceeding 50% compared to 2010 and a corresponding increase in the geothermal energy consumption. The possibility to design plants with higher efficiency and lower costs of installation and operation is required, to support the growth of the ground source heat pump systems and the consequent diffusion of the exploitation of the geothermal resources. Research and better knowledge of the processes involved in the heat transfer between the borehole heat exchanger and the surrounding ground is crucial to predict the behavior of the plant-geothermal source interaction in any possible operational condition. The knowledge of the hydrogeological characteristics of the specific site where the plant has to be installed is also essential to prevent over- or under-sizing of the heat exchanger(s) due to a rough design. Over the years, several analytical solutions have been proposed to calculate the temperature distribution around a borehole heat exchanger during operation. The infinite line source analytical model considers an infinite linear heat source which exchanges heat with the surrounding ground by conduction only. Other models, based on the infinite linear heat source, have been later developed, considering also the contribution to the conductive heat transfer due to groundwater flow. The presence of flowing water around a borehole heat exchanger implies forced convection, resulting in an increased efficiency of the heat transfer between the ground and the borehole heat exchanger. Studying this process may suggest new ways to improve the efficiency and to reduce the cost of ground source heat pump systems. In this thesis, the contribution of groundwater flow in the heat transfer process between borehole heat exchangers and surrounding ground has been investigated, in order to increase the theoretical knowledge as well as to improve the existing design tools. Two-dimensional models have been considered, taking into account the actual cylindrical geometry of the borehole. The groundwater flow has been modeled as steady, horizontal and with variable flow rates, in order to encompass most of the real ground source heat pump applications. Gravitational effects, i.e. the effects of a possible natural convection, have been neglected. The results suggest that in the considered range of Darcy number, the calculation of the heat transfer efficiency is not affected if Darcynian model is used to describe the velocity field, although the viscous effects, and consequently the formation of the hydraulic boundary layer, are neglected. Calculations made using numerical simulations are compared with an analytical solution which takes into account forced convection due to groundwater flow and based on the linear heat source model. The regions of space and time where this analytical solution is affected by the effects of the line source assumption, in both cases of single- and multiple-borehole(s) systems, have been defined. The potential of the thermal response test analysis as a tool to predict the spacing between boreholes when groundwater flow occurs has been investigated, defining and studying the Influence Length as function of groundwater flow rate. The results suggest that even relatively low flow rates allow to reduce significantly the spacing between boreholes in the perpendicular direction with respect to groundwater flow. The distance from the borehole where the temperature disturbance becomes not-significant (Influence Length) is roughly predictable by thermal response test analysis. The study of the Influence Length may be a useful tool in the design of dissipative multiple-boreholes systems, as well as in areas with a high density of single-borehole plants, to reduce the spacing avoiding thermal interferences. Moreover, an expeditious, graphical method to estimate the hydraulic conductivity of the ground by thermal response test analysis has been proposed. An example of application of the methodology is presented, taking into account experimental data as well as plausible hydrological and petrological assumptions when the data are unavailable. The obtained result is in agreement with the hydraulic conductivity range reported in literature for the type of substrate considered in the example. In order to verify this method, further inv1estigations and developments are required. In fact, the graphs used in the procedure presented in this work are referred to specific borehole conditions (borehole filled by groundwater) and are based on two-dimensional models (i.e. end-effects and natural convection are neglected). Besides, the assumptions required to compensate the unavailable data imply that the method cannot be considered verified. Finally, further studies are suggested in order to improve and develop the proposed methods.
Negli ultimi anni, l’utilizzo del calore geotermico tramite pompe di calore accoppiate al terreno sta aumentando significativamente in tutta Europa e in generale nel mondo. In Italia, alla fine del 2010, le sonde geotermiche coprivano più del 30% dell’energia totale utilizzata per riscaldamento e raffrescamento degli edifici, mostrando un aumento del 50% rispetto al 2005. Le previsioni per il 2015 suggeriscono un ulteriore aumento degli utilizzi diretti del calore geotermico maggiore del 50% rispetto al 2010 e un analogo incremento del consumo di energia geotermica in generale. Con l’aumento della diffusione di questa tecnologia, e quindi un maggior sfruttamento di tale risorsa, aumenta anche la necessità di progettare impianti con la massima efficienza possibile e con bassi costi di installazione ed esercizio. La comprensione dei processi coinvolti nel trasferimento di calore tra sonda geotermica e terreno circostante è fondamentale per prevedere il comportamento degli impianti. Anche la conoscenza delle caratteristiche idrogeologiche del sito specifico nel quale l’impianto deve essere installato è essenziale al fine di evitare un’errata progettazione che può causare sovra- o sotto-dimensionamento della sonda. Nel corso degli anni, diverse soluzioni analitiche sono state proposte per calcolare la distribuzione di temperatura attorno alla sonda geotermica durante il suo utilizzo. Il modello analitico della sorgente di calore lineare e infinita considera lo scambio di calore che avviene per sola conduzione attorno ad una sorgente di raggio infinitesimo e di lunghezza infinita. Altri modelli successivi a questo e anch’essi basati sulla sorgente di calore lineare ed infinita, tengono conto anche del contributo convettivo dovuto al flusso dell’acqua di falda. La presenza di un flusso di acqua attorno ad una sonda geotermica, infatti, comporta convezione forzata e, di conseguenza, un aumento dello scambio di calore tra sonda e terreno. Per questo motivo, lo studio degli effetti di tale processo è un fattore chiave per riuscire a migliorare l’efficienza degli scambiatori di calore accoppiati al terreno. Questa tesi presenta lo studio del contributo del flusso delle acque di falda sul processodi scambio termico tra sonde geotermiche e terreno circostante, al fine di incrementare la conoscenza teorica e migliorare gli strumenti di progettazione già esistenti. Per raggiungere questo scopo ci si è serviti di modelli numerici bi-dimensionali che tengono conto della reale geometria cilindrica della sonda. Il fusso delle acque di falda è stato assunto come stazionale e orizzontale. Al fine di includere la maggior parte delle applicazioni geotermiche reali, un vasto range di portate è stato preso in considerazione. Gli effetti gravitativi, e quindi i possibili effetti di convezione naturale, sono stati invece trascurati. Sono stati confrontati i risultati del calcolo del trasferimento di calore ottenuti utilizzando rispettivamente l’equazione di Darcy e l’equazione di Darcy-Brinkman per descrivere il campo di velocità dell’acqua di falda attorno alla sonda. Le conclusioni raggiunte suggeriscono che utilizzando il modello di Darcy, il risultato risulta comunque sufficientemente accurato per i numeri di Darcy considerati, nonostante gli effetti viscosi, e quindi la formazione dello strato-limite fluidodinamico, vengano trascurati. I risultati delle simulazioni numeriche sono stati comparati con un modello analitico che prevede convezione forzata, dovuta al flusso di falda, attorno ad una sorgente di calore lineare ed infinita. Sono quindi state definite le regioni dello spazio e del tempo dove tale soluzione analitica è soggetta agli effetti della linearit`a della sorgente, sia nel caso di sonda singola, sia nel caso di campo-sonde. Sono inoltre state studiate le potenzialità dell’analisi del test di risposta termica come strumento per prevedere la spaziatura tra le sonde in funzione della portata del flusso dell’acqua di falda. I risultati suggeriscono che portate relativamente modeste, permettono una riduzione significativa della spazitura tra le sonde in direzione perpendicolare rispetto a quella di scorrimento dell’acqua di falda. Sfruttando l’analisi del test di risposta termica, è possibile stimare approssimativamente la distanza dalla sonda alla quale il disturbo di temperatura diventa trascurabile (distanza di influenza). Lo studio di questa distanza di influenza pu`o essere un utile strumento per la progettazione di sistemi dissipativi composti da sonde multiple, così come nelle aree con un’alta densità di impianti a sonda singola, al fine di ridurre la spaziatura tra le sonde, evitando allo stesso tempo l’insorgere di interferenze termiche tra sonde adiacenti. Inoltre è stato proposto un metodo grafico e speditivo per la stima della conducibilità idraulica del substrato tramite l’analisi del test di risposta termica. È stato presentato un esempio dell’applicazione di questa metodologia utilizzando sia dati sperimentali sia assunzioni plausibili di carattere idrologico e petrologico, quando non è stato possibile avvalersi di dati sperimentali. I risultati ottenuti sono in accordo con i valori di conducibilità idraulica proposti in letteratura per il tipo di substrato dell’esempio. Per poter verificare l’affidabilità di questo metodo, ulteriori studi e sviluppi sono sono necessari. Infatti, i grafici utilizzati nella procedura presentata in questa tesi, si riferiscono a specifiche condizioni della sonda (acqua di falda come materiale di riempimento) e sono inoltre basati su modelli bi-dimensionali (trascurando quindi gli effetti di fine-pozzo e il contributo della convezione naturale). Infine vengono forniti suggerimenti riguardo ulteriori studi che consentirebbero di migliorare e sviluppare ulteriormente le metodologie proposte.
XXVI Ciclo
1985

In questa tesi è illustrato un procedimento numerico per risolvere l'equazione di Lippmann-Schwinger. Tale procedimento è applicato nella scrittura di un codice in C++, che risolve l'equazione noto il potenziale di interazione tra nucleoni. Il potenziale utilizzato nella scrittura del codice è il potenziale di Entem-Machleidt-Nosyk (ENM-N^4LO). A partire dalla soluzione dell'equazione di Lippmann-Schwinger, sono calcolati gli sfasamenti per diversi valori del momento angolare totale (J = 1,...,8) e diverse tipologie di collisione tra nucleoni (neutrone-protone e protone-protone), per canali singoli ed accoppiati. I valori ottenuti sono infine confrontati con i dati sperimentali ed è eseguita una breve analisi numerica per verificare la convergenza del risultato.

La superconduttività è uno stato della materia caratterizzato dall'assenza di resistività DC. Durante la transizione di fase il materiale espelle dall'interno il campo magnetico applicato, diventando un perfetto diamagnete; questo è noto come effetto Meissner-Ochsenfeld. La prima teoria presentata in questa tesi è la teoria di London, che spiega l'effetto Meissner all'interno delle due equazioni fenomenologiche di London. In seguito viene presentata la teoria di Ginzburg-Landau, che estende la teoria di Landau sulle transizioni di fase del secondo ordine e ricava una dipendenza della densità dei portatori superconduttivi dai parametri termodinamici. Infine viene descritta la teoria microscopica BCS (Bardeen-Cooper-Schrieffer), che supponendo l'interazione elettrone-elettrone attrattiva riesce a dimostrare l'esistenza di un gap energetico, fornendo una spiegazione microscopica alle teorie fenomenologiche. L'equazione che esplicita la dipendenza dell'energia di gap dalla temperatura è stata risolta numericamente tramite un codice in Python.

L’obiettivo di questa tesi è stato quello di migliorare l’efficacia e l’efficienza di una proposta allo stato dell’arte per l’individuazione di punti salienti in immagini digitali [1]. Questo algoritmo sfrutta le proprietà dell’equazione alle derivate parziali che modella l’evoluzione di un’onda. Per migliorarlo sono stati implementati alcuni schemi numerici di risoluzione dell’equazione delle onde bidimensionale e sono stati valutati rispetto allo schema già utilizzato. Sono stati implementati sia schemi impliciti sia schemi espliciti, tutti in due versioni: con interlacciamento con l’equazione del calore (diffusivi) e senza. Lo studio dei migliori schemi è stato approfondito e questi ultimi sono stati confrontati con successo con la versione precedentemente proposta dello schema esplicito INT 1/4 con diffusione [1]. In seguito è stata realizzata una versione computazionalmente più efficiente dei migliori schemi di risoluzione attraverso l’uso di una struttura piramidale ottenuta per sotto-campionamento dell’immagine. Questa versione riduce i tempi di calcolo con limitati cali di performance. Il tuning dei parametri caratteristici del detector è stato effettuato utilizzando un set di immagini varianti per scala, sfocamento (blur), punto di vista, compressione jpeg e variazione di luminosità noto come Oxford dataset. Sullo stesso sono stati ricavati risultati sperimentali che identificano la proposta presentata come il nuovo stato dell’arte. Per confrontare le performance di detection con altri detector allo stato dell’arte sono stati utilizzati tre ulteriori dataset che prendono il nome di Untextured dataset, Symbench dataset e Robot dataset. Questi ultimi contengono variazioni di illuminazione, momento di cattura, scala e punto di vista. I detector sviluppati risultano i migliori sull’Untextured dataset, raggiungono performance simili al miglior detector disponibile sul Symbench dataset e rappresentano il nuovo stato dell’arte sul Robot dataset.

Negli ultimi anni, lo scenario di crescente competizione su cui si affaccia il mercato ha spinto le aziende a interessarsi sempre più frequentemente all’ingegneria della manutenzione, allo scopo di avvalersi di tecniche che permettano di pianificare strategie di manutenzione per i sistemi produttivi che siano efficaci nel minimizzare i costi di gestione garantendo prestazioni e livelli di sicurezza elevati. Le tecniche analitiche tipiche dell’ingegneria della manutenzione sono nate in settori industriali che richiedono elevati livelli di progresso tecnologico (aeronautico, nucleare), e si basano su ipotesi specifiche stringenti, che risultano limitanti nel panorama sempre più vasto ed eterogeneo in cui ne si richiede l’applicazione. D’altra parte, la rimozione di tali ipotesi rende necessario il ricorso a tecniche di risoluzione numeriche. In questa tesi si definisce un nuovo modello che permetta di caratterizzare un sistema di produzione tenendo conto di tutti i possibili aspetti di interesse nell’ambito dell’ingegneria della manutenzione. Inoltre, sono descritti gli algoritmi definiti per la risoluzione di tale modello.

In questa tesi viene esposto il modello EU ETS (European Union Emission Trading Scheme) per la riduzione delle emissoni di gas serra, il quale viene formalizzato matematicamente da un sistema di FBSDE (Forward Backward Stochastic Differential Equation). Da questo sistema si ricava un'equazione differenziale non lineare con condizione al tempo finale non continua che viene studiata attraverso la teoria delle soluzioni viscosità. Inoltre il modello viene implementato numericamente per ottenere alcune simulazioni dei processi coinvolti.

In questa tesi abbiamo presentato/analizzato metodi variazionali allo stato dell’arte per la ricostruzione – ovvero, rimozione di sfocamento e rumore - di una classe specifica di segnali/immagini caratterizzati dal fatto di essere costanti a tratti e bilivello. Tali metodi ottengono la ricostruzione tramite la minimizzazione di un funzionale formato da due parti: un termine di fedeltà ai dati, la cui forma dipende dal tipo di rumore considerato, e un termine di regolarizzazione che codifica l’informazione a priori disponibile sul segnale da ricostruire (ad esempio, la sua regolarità). Per segnali costanti a tratti, è ben noto che il regolarizzatore deve avere la proprietà di promuovere la sparsità delle derivate prime del segnale. In particolare, molte proposte allo stato dell’arte sfruttano la pseudo-norma l0 o la norma l1 del gradiente, ossia la Variazione Totale (TV). La prima scelta è ottimale in linea teorica poiché promuove al meglio la sparsità, ma il funzionale è fortemente non convesso e i metodi numerici di minimizzazione possono convergere a soluzioni locali. Nel caso di TV si ha invece un problema convesso che garantisce la convergenza a minimi globali ma la qualità della soluzione è sub-ottima. Motivati da vantaggi/svantaggi di l0 ed l1, in questa tesi si è deciso di investigare (teoricamente e sperimentalmente) l’uso di modelli variazionali di tipo Convesso-NonConvesso (CNC). Questi utilizzano particolari regolarizzatori non convessi e parametrici che consentono da un lato di sparsificare meglio di l1, dall’altro di mantenere la convessità del funzionale così da presentare un unico punto di minimo. Tra i metodi CNC investigati, quello denominato GME-TV basato sul concetto di inviluppo di Moreau generalizzato ha prodotto ricostruzioni di qualità sempre migliore di TV e a volte, diremmo sorprendentemente, anche di l0. Questo rappresenta un risultato di particolare rilevanza scientifica nel campo della ricostruzione di segnali/immagini.