LISTA ARGOMENTI PER PROVA FINALE Corso di laurea (triennale) in Ingegneria Civile- curriculum Metodologico. a.a. 2015/16 (Aggiornato a novembre 2015)

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1 LISTA ARGOMENTI PER PROVA FINALE Corso di laurea (triennale) in Ingegneria Civile- curriculum Metodologico a.a. 2015/16 (Aggiornato a novembre 2015) Dal Regolamento per la prova finale e conferimento del titolo di laurea di primo livello ex D.M. 270/04 approvato dal Consiglio di Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica il emanato con D.R. n. 413 del 2 luglio 2015: Art. 2 Obiettivi della Prova finale...omissis La Prova finale è l attività conclusiva del percorso di studio. Il numero di crediti corrispondenti alla Prova finale è definito dal regolamento didattico del corso di studio. 2. La Prova finale del curriculum metodologico è intesa a verificare la maturità scientifica raggiunta dallo studente, in relazione sia alla capacità di affrontare autonomamente una tematica specifica dell'ingegneria, dal reperimento delle fonti bibliografiche alla riproposizione critica dell'argomento trattato, sia alla padronanza dei contenuti formativi appresi nel corso di studio. Art. 3 Esame di Prova finale...omissis L Esame di Prova finale del curriculum metodologico consiste nella discussione orale di un tema scelto dallo studente all interno di una lista di argomenti predisposta dal Collegio di Area Didattica. Lo/-a studente/-ssa sceglie un argomento di prova finale dalla lista predisposta, con cadenza semestrale, dal Collegio di Area Didattica e resa disponibile sul portale del corso di studio. La lista riporta, per ciascun argomento, l indicazione del docente di riferimento a cui lo studente può rivolgersi per la preparazione della discussione orale....omissis...

2 Calcolo numerico Casulli Vincenzo Titolo: Equazioni differenziali a derivate parziali: metodi numerici per equazioni ellittiche Indicazioni per la preparazione: Familiarizzare con metodi numerici per equazioni differenziali a derivate parziali del 2 ordine di tipo ellittico, implementarli e sperimentarli su alcuni esempi significativi. D. Greenpan, V. Casulli: Numerical analysis for applied mathematics, science and engineering Addison Wesley, 1988, Capitolo 6 Casulli Vincenzo Titolo: Equazioni differenziali a derivate parziali: metodi numerici per equazioni paraboliche Indicazioni per la preparazione: Familiarizzare con metodi numerici per equazioni differenziali a derivate parziali del 2 ordine di tipo parabolico, implementarli e sperimentarli su alcuni esempi significativi. D. Greenpan, V. Casulli: Numerical analysis for applied mathematics, science and engineering Addison Wesley, 1988, Capitolo 7 Casulli Vincenzo Titolo: Equazioni differenziali a derivate parziali: metodi numerici per equazioni iperboliche Indicazioni per la preparazione: Familiarizzare con metodi numerici per equazioni differenziali a derivate parziali del 2 ordine di tipo iperbolico, implementarli e sperimentarli su alcuni esempi significativi. D. Greenpan, V. Casulli: Numerical analysis for applied mathematics, science and engineering Addison Wesley, 1988, Capitolo 8

3 Tecnologia dei materiali Claudio Della Volpe Titolo: I materiali per le attività umane: conseguenze energetiche ed ambientali del loro uso Indicazioni per la preparazione: raccogliere dati aggiornati sui limiti delle risorse e/o modellare il loro andamento e le conseguenze cui va incontro la società in rapporto alla limitatezza delle risorse minerali; picchi delle risorse e loro storia, si possono individuare in modo originale i trend di parecchie risorse minerali; effetti di alterazione dei grandi cicli naturali; aiuta a vedere l attività produtttiva umana in un contesto naturale e non solo tecnico-economico (EN) Ugo Bardi, The Limits to Growth Revisited, Springer, 2011, ISBN Ugo Bardi, La Terra svuotata. Il futuro dell'uomo dopo l'esaurimento dei minerali, Editori Riuniti, 2011, p. 295, ISBN (EN) Ugo Bardi, Extracted: How the Quest for Mineral Wealth Is Plundering the Planet, Chelsea Green Publishing, 2014, p. 368, ISBN Claudio Della Volpe Titolo: Le attività sportive: materiali e loro proprietà. Indicazioni per la preparazione : raccogliere in letteratura ma anche in laboratorio informazioni aggiornate sulle caratteristiche strutturali dei materiali usati per attività sportive; sarà occasione per approfondire o riprendere elementi di base della fisica e della chimica delle strutture e dei materiali R. Rosenberg Why is ice slippery? Physics Today, 50, (2005) The stability of bycicle, Physics today 1970 The physics of sailing, Physics today 2008

4 Di Maggio Rosa Titolo: Calcestruzzo per applicazioni come accumulatore termico Indicazioni per la preparazione: Attività di tipo compilativo a partire da Marzo 2016 Mario Collepardi The new Concrete, NuovoTintoretto, 2010, ISBN, , ed articoli scientifici in inglese reperibili attraverso le banche dati o le riviste del sistema bibliotecario Di Maggio Rosa Titolo: Calcestruzzo fibroriforzato per applicazioni strutturali Indicazioni per la preparazione: Attività di tipo compilativo a partire da Marzo 2016 Mario Collepardi The new Concrete, NuovoTintoretto, 2010, ISBN, , ed articoli scientifici in inglese reperibili attraverso le banche dati o le riviste del sistema bibliotecario Di Maggio Rosa Titolo: Materiali innovativi per l isolamento Indicazioni per la preparazione: Attività di tipo compilativo a partire da Marzo 2016 Articoli scientifici in inglese reperibili attraverso le banche dati o le riviste del sistema bibliotecario Di Maggio Rosa Titolo: Materiali per fotovoltaico Indicazioni per la preparazione: Attività di tipo compilativo a partire da Marzo 2016 articoli scientifici in inglese reperibili attraverso le banche dati o le riviste del sistema bibliotecario

5 Architettura tecnica Rossano Albatici Titoli: 1. Umidità negli elementi edilizi: prevenzione e risanamento 2. Integrazione del sub sistema impiantistico nell organismo edilizio 3. Le coperture di grande luce 4. Il sistema serramento e la correlazione col vano murario 5. Prestazioni in opera degli elementi di finitura dell edificio, interni ed esterni 6. La parete ventilata 7. Le coperture a verde 8. Rapporto fra edificio e terreno: i sistemi di fondazione 9. Elementi prefabbricati per l edilizia 10. La muratura in laterizio Indicazioni per la preparazione: a cura del docente a seguito di colloquio A cura del docente a seguito di colloquio

6 Meccanica razionale Stefano Siboni Titolo: Calcolo delle variazioni e metodi variazionali in meccanica Indicazioni per la preparazione: Sono richieste soltanto le conoscenze di base di analisi matematica 1 e 2, fisica 1 e meccanica razionale. Si richiede inoltre un colloquio con il docente proponente prima di presentarsi all esame di laurea. Carlo Banfi, Meccanica analitica, Milano, Università cattolica del Sacro Cuore. ISU (1997) (disponibile presso la biblioteca di Scienze, collocazione v BAN), A.I. Lurie, Analytical Mechanics, Springer, New York (2002) (disponibile presso la biblioteca di Ingegneria, collocazione MATH MECR 2), materiale fornito dal docente (dispense e note). Stefano Siboni Titolo: Macchine termiche endoreversibili Indicazioni per la preparazione: Sono richieste solo conoscenze di base di analisi matematica, fisica 1 e fisica tecnica (massimi e minimi di funzioni di una o due variabili, primo e secondo principio della termodinamica). Si richiede inoltre un colloquio con il docente proponente prima di presentarsi all esame di laurea. Articolo classico di F.L. Curzon e B. Ahlborn, Efficiency of a Carnot Engine at Maximum Power Output, American Journal of Physics, Volume 43, (1975) (articolo scaricabile liberamente, siamo abbonati). Dispense, calcoli, esempi illustrativi, materiale vario fornito dal docente. Stefano Siboni Titolo: Formulazione hamiltoniana della meccanica dei sistemi olonomi Indicazioni per la preparazione: Sono richieste soltanto le conoscenze di base di analisi matematica 1 e 2, fisica 1 e meccanica razionale. Si richiede inoltre un colloquio con il docente proponente prima di presentarsi all esame di laurea. Carlo Banfi, Meccanica analitica, Milano, Università cattolica del Sacro Cuore. ISU (1997) (disponibile presso la biblioteca di Scienze, collocazione v BAN), A.I. Lurie, Analytical Mechanics, Springer, New York (2002) (disponibile presso la biblioteca di Ingegneria, collocazione MATH MECR 2), F.E.Udwadia, R.E. Kalaba, D. De Falco, Analytical dynamics: a new approach, SES, Napoli (2009) (disponibile presso la biblioteca di ingegneria, collocazione v1math FIS- 107)

7 Stefano Siboni Titolo: Teoria delle funi ideali (o dei fili) Indicazioni per la preparazione: Sono richieste soltanto le conoscenze di base di analisi matematica 1 e 2, fisica 1 e meccanica razionale. Si richiede inoltre un colloquio con il docente proponente prima di presentarsi all esame di laurea. Dispensa del docente, T. Levi-Civita, U. Amaldi, Lezioni di meccanica razionale, Zanichelli, Bologna (1984) (disponibile presso la biblioteca di ingegneria, collocazione v1fis -49) Stefano Siboni Titolo: Stabilità degli equilibri nei sistemi olonomi. Indicazioni per la preparazione: Sono richieste soltanto le conoscenze di base di analisi matematica 1 e 2, fisica 1 e meccanica razionale. Si tratta di approfondimenti di argomenti svolti nel corso di meccanica razionale. Si richiede inoltre un colloquio con il docente proponente prima di presentarsi all esame di laurea. Dispense fornite dal docente. Stefano Siboni Titolo: Descrizione matematica dei processi di diffusione Indicazioni per la preparazione: Sono richieste le conoscenze di base di analisi matematica 1 e 2, fisica 1 e meccanica razionale, nonché nozioni relative alla serie di Fourier. Si richiede inoltre un colloquio con il docente proponente prima di presentarsi all esame di laurea. J. Crank, The mathematics of diffusion, Clarendon Press, Oxford (1975), disponibile presso la biblioteca di ingegneria, collocazione v1fis-53 (il docente può fornire materiale sulle serie e trasformate di Fourier, in caso) Stefano Siboni Titolo: La fisica degli sport invernali Indicazioni per la preparazione: Sono richieste soltanto le conoscenze di base di analisi matematica 1 e 2, fisica 1 e meccanica razionale. Si richiede inoltre un colloquio con il docente proponente prima di presentarsi all esame di laurea. Articoli e materiale bibliografico fornito dal docente

8 Scienza delle costruzioni Bigoni Davide Dal Corso Francesco Titolo: Prove dinamiche su strutture in scala Indicazioni per la preparazione: Progetto e svolgimento di prove dinamiche su strutture con massa concentrata e con massa distribuita Dynamics of structures: theory and applications to earthquake engineering / Anil K. Chopra. Upper Saddle River, N.J. : Prentice-Hall, Bigoni Davide Dal Corso Francesco Titolo: Modelli didattici di strutture Indicazioni per la preparazione: Progetto e realizzazione di modelli didattici per i corsi del settore scientifico disciplinare di Scienza delle Costruzioni. Pippard, A.J.S. (1947) The experimental study of structures. Edward Arnold,& Co, London. Bigoni Davide Dal Corso Francesco Titolo: Metodi di calcolo elastico di strutture Indicazioni per la preparazione: Studio di alcuni metodi per l'analisi di strutture in ambito elastico (linee di influenza, metodo di Macaulay, metodi grafici) H. Cross, N.D. Morgan, Continuous frames of reinforced concrete, J. Wiley & Sons, 1932 Bigoni Davide Dal Corso Francesco Titolo: Strutture in grandi spostamenti Indicazioni per la preparazione: Studio della linea elastica nell'ambito di grandi spostamenti per varie condizioni di carico. Soluzioni analitiche ed esperimenti in laboratorio. R. Frisch-Fay, Flexible Bars, Butterworths, London, 1962 Bigoni Davide Dal Corso Francesco Titolo: Analisi di instabilità strutturali Indicazioni per la preparazione: studi teorico/sperimentali sulla meccanica di strutture e sulla stabilità. L.A. Godoy, Theory of elastic stability, Taylor & Francis

9 Bigoni Davide Dal Corso Francesco Titolo: Fotoelasticità Indicazioni per la preparazione: Progetto e svolgimento di indagini fotoelastiche su materiali contenenti inclusioni Frocht, M.M., Photoelasticity. J. Wiley and Sons, London Pugno Nicola Titolo: Materiali gerarchici bio-ispirati ad elevate prestazioni meccaniche e/o acustiche e/o termiche e/o filtranti e/o rigenerative in medicina, anche self-healing (correlato al progetto ERC StG BIHSNAM on Bio- Inspired hierarchical super-nanomaterials ) Indicazioni per la preparazione: Modellazione analitica e/o numerica o Preparazione e/o caratterizzazione sperimentale. S.W. Cranford, A. Tarakanova, N. Pugno, M.J. Buehler, Nonlinear material behaviour of spider silk yields robust webs, NATURE (2012), 482, Pugno Nicola Titolo: Nanocompositi, es. a base grafene, ad elevate prestazioni meccaniche e/o per applicazioni in campo energetico (correlato al progetto Graphene Flagship) Indicazioni per la preparazione: Modellazione analitica e/o numerica o Preparazione e/o caratterizzazione sperimentale. A. Ferrari et al Science and technology roadmap for graphene, related two-dimensional crystals, and hybrid systems. NANOSCALE (2014) [Online]. Pugno Nicola Titolo: Superfici multifunzionali, self-cleaning superidrofobiche o superidrofiliche e/o molto adesive o antiadesive e/o ad alto attrito o a basso attrito (correlato al progetto ERC REPLICA2 on Large-area replication of biological anti-adhesive nanosurfaces ) Indicazioni per la preparazione: Modellazione analitica e/o numerica o Preparazione e/o caratterizzazione sperimentale. J. Zang, Q. Wang, Q. Tu, S. Ryu, N. Pugno, M. Buehler, X. Zhao, Multifunctionality and control of the crumpling and unfolding of large-area graphene, NATURE MATERIALS (2013), 12,

10 Meccanica dei Fluidi Fraccarollo Luigi Titolo: Interazioni fra fluidi in moto e superfici rigide Indicazioni per la preparazione: sviluppo di strato limite, distribuzione di sforzi su superfici di contenimento del moto di fluidi reali ed integrazione di tali sforzi. Analizzare gli effetti che si sviluppano all interno di una struttura statica progettata per contenere il dominio della fase liquida. Marchi-Rubatta, Meccanica dei Fluidi, Utet Fraccarollo Luigi Titolo: L analisi di moto uniforme di fluidi bifasici Indicazioni per la preparazione: l ingegneria Civile spesso tratta fasi della costruzione di un opera che prevedono il convogliamento di flussi di materiale granulare solido asciutto o mescolato con l acqua. Marchi-Rubatta, Meccanica dei Fluidi, Utet Fraccarollo Luigi Titolo: Applicazioni non standard di argomenti del Corso di Meccanica dei Fluidi. Esempio: la propagazione di onde di pressione negli alvei fluviali ed effetti causati su opere idrauliche. Oppure: le tecniche di rilevamento tramite laser-scanner di morfologie fluviali Indicazioni per la preparazione: porsi con atteggiamento attento e curioso nei confronti dei processi fisici che si osservano, che interessano e che coinvolgono in vario modo la meccanica dei fluidi nell ambito dell ingegneria Civile, in sinergia con il settore della Geotecnica e della Tecnica delle Costruzioni. Le tematiche saranno indirizzate e rese conformi agli obiettivi formativi dal confronto con il docente. Riviste scientifiche di varia natura (da quelle generaliste a quelle specialistiche, naturalistiche, tecniche, etc). Larcher Michele Titolo: Modelli idraulici e misure idrauliche nei canali a superficie libera e nelle condotte in pressione A. Adami: Misure idrauliche nei processi ambientali. L Acqua n. 3/2009, pag Adami: I modelli fisici nell idraulica. Ed. CLEUP, Padova, novembre 1994, pag Çengel, Yunus A., Cimbala J.: Meccanica dei fluidi. Milano McGraw-Hill, c2011 (stampa 2012) 01/01/2011 XXI, 590 p. : ill. ; 27 cm Language: Italian

11 Larcher Michele Titolo: Macchine idrauliche: pompe e turbine Çengel, Yunus A., Cimbala J.: Meccanica dei fluidi. Milano McGraw-Hill, c2011 (stampa 2012) 01/01/2011 XXI, 590 p. Dadone A.: Macchine idrauliche. Torino : CLUT, p Ariis D.: Macchine idrauliche. Firenze: Marzocco, 1939, 407 p Calò C, Farinatti F., Venturelli M.: Macchine idrauliche. Bologna : Calderini, 1986, 293 p. Rosatti Giorgio Titolo: Moti di fluidi incomprimibili Newtoniani e non: moti a pressione e moti a pelo libero in condizioni stazionarie e/o di moto vario Indicazioni per la preparazione: l approfondimento (di un argomento trattato nel corso di Meccanica dei Fluidi) deve includere aspetti teorici e quantitativi del fenomeno stesso. la bibliografia specifica deve essere concordata con il docente. Fondamenti di infrastrutture viarie Mauro Raffaele Titolo: 1) Le verifiche di coerenza del tracciato stradale (consistency road alignment) 2) Valutazioni funzionali e prestazionali degli incroci a rotatoria (roundabout MOE) 3) Indici per la misura della sicurezza dell esercizio stradale (road safety and user security) Indicazioni per la preparazione: a seguito del colloquio con il docente. 1) T.Esposito, R.Mauro: Fondamenti di infrastrutture viarie, Vol I Hevelius Ed. 2) R.Mauro: Il calcolo delle rotatorie Hevelius Ed. 3) T.Esposito, R.Mauro: Fondamenti di infrastrutture viarie, Vol II Hevelius Ed.

12 Topografia Battista Benciolini Titolo: I sistemi di riferimento in geodesia e in topografia Indicazioni per la preparazione: L'argomento può essere trattato in modi diversi. Dopo un primo ripasso/approfondimento degli aspetti generali, che può essere basato sul materiale standard del corso di topografia, si potrà scegliere una delle articolazioni seguenti: - definizione dei sistemi di riferimento, convenzioni internazionali, realizzazioni fondamentali a cura delle agenzie internazionali, - I sistemi di riferimento nella pratica operativa della topografia, - sistemi di riferimento strettamente locali per rilievi di monitoraggio e controllo, - i sistemi di riferimento italiani in prospettiva storica e l'impatto attuale del susseguirsi nel tempo di scelte diverse. Appunti del docente resi disponibili durante il corso di topografia (per una trattazione basilare degli aspetti generali). Documenti a cura di IERS (International Earth rotation and reference system service) soprattutto IERS Technical Note n.36 e n.37 reperibili via web su seguendo pubblicazioni. Documento a cura di FIG su Reference Frames in Practice Manual reperibile via web su Capitoli specifici nei testi (disponibili in biblioteca): - Geodesy : the concepts / Petr Vanicek, Edward J. Krakiwsky - GPS for geodesy / Alfred Kleusberg, Peter J.G. Teunissen (eds.) - Satellite geodesy / Guenter Seeber

13 Meccanica computazionale delle strutture 1 Springhetti Roberta Titolo: Problemi di instabilità dell equilibrio: approcci analitico e numerico Indicazioni per la preparazione: Si richiede preliminarmente all'allievo di documentarsi, scegliendo l'eventuale il taglio applicativo che intende dare all approfondimento con l'applicazione di codici fem esistenti o lo sviluppo di routines personali. R.D.Cook, D.S. Malkus, M.E. Plesha, R.J. Witt, Concepts and applications of finite element analysis, Wiley, 1989 S.P. Timoshenko, J.M. Gere, Theory of elastic stability, Dover, 1961 Springhetti Roberta Titolo: Problemi di piastre e gusci: approcci analitico e numerico Indicazioni per la preparazione: Si richiede preliminarmente all'allievo di documentarsi, scegliendo l'eventuale il taglio applicativo che intende dare all approfondimento con l'applicazione di codici fem esistenti o lo sviluppo di routines personali. R.D.Cook, D.S. Malkus, M.E. Plesha, R.J. Witt, Concepts and applications of finite element analysis, Wiley, 1989 S.P. Timoshenko, S. Woinowsky-Krieger, Theory of plates and shells, Dover, 1959 Springhetti Roberta Titolo: Problemi di dinamica: approcci analitico e numerico Indicazioni per la preparazione: Si richiede preliminarmente all'allievo di documentarsi, scegliendo l'eventuale il taglio applicativo che intende dare all approfondimento con l'applicazione di codici fem esistenti o lo sviluppo di routines personali. R.D.Cook, D.S. Malkus, M.E. Plesha, R.J. Witt, Concepts and applications of finite element analysis, Wiley, 1989 M. Bonnet, A. Frangi, C. Rey, The finite element method in solid mechanics, McGrawHill, 2014

14 Springhetti Roberta Titolo: Modellazione di materiali anisotropi: approcci analitico e numerico Indicazioni per la preparazione: Si richiede preliminarmente all'allievo di documentarsi, scegliendo l'eventuale il taglio applicativo che intende dare all approfondimento con l'applicazione di codici fem esistenti o lo sviluppo di routines personali. P. Pedersen, Elasticity, anisotropy, laminates, DTU, 1998 Springhetti Roberta Titolo: Problemi elasto-plastici: approcci analitico e numerico Indicazioni per la preparazione: Si richiede preliminarmente all'allievo di documentarsi, scegliendo l'eventuale il taglio applicativo che intende dare all approfondimento con l'applicazione di codici fem esistenti o lo sviluppo di routines personali. M. Bonnet, A. Frangi, C. Rey, The finite element method in solid mechanics, McGrawHill, 2014 Springhetti Roberta Titolo: Problemi di trasmissione del calore: approcci analitico e numerico Indicazioni per la preparazione: Si richiede preliminarmente all'allievo di documentarsi, scegliendo l'eventuale il taglio applicativo che intende dare all approfondimento con l'applicazione di codici fem esistenti o lo sviluppo di routines personali. R.D.Cook, D.S. Malkus, M.E. Plesha, R.J. Witt, Concepts and applications of finite element analysis, Wiley, 1989