Fluid dynamics

La fluidodinamica: Cos’è e cosa c’entra con la matematica applicata

Speaker: Simone Zuccher

Date: January 17, 2021 at 9:00 PM CET on Zoom. Click for more info.

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Gli esempi di fluidi in moto sono innumerevoli: il sangue che scorre nelle nostre vene, l’aria che entra ed esce dai nostri polmoni, la cioccolata calda che beviamo, la combustione di aria e benzina nel motore della nostra auto, il flusso d’aria sulle ali di un velivolo, il moto della lava che fuoriesce da un vulcano, la propagazione di uno tsunami, la formazione ed il percorso di un uragano.

Da sempre si è tentato di prevedere il moto dei fluidi e di controllarlo a proprio vantaggio. Agli inizi dell’Ottocento, G.G. Stokes in Inghilterra e M. Navier in Francia derivarono indipendentemente un modello di equazioni, oggi chiamato equazioni di Navier-Stokes, che descrive il moto dei fluidi. Esse sono equazioni differenziali alle derivate parziali, non lineari. La loro soluzione, da un punto di vista matematico, è una sfida da un milione di dollari; dal punto di vista numerico, pure. L’alternativa è risolvere le equazioni direttamente “in natura”, ovvero tramite gli esperimenti, ma questo è spesso eccessivamente costoso e, a volte, troppo rischioso.

Non rimane, quindi, che la matematica applicata. Essa riveste un ruolo fondamentale soprattutto per la simulazione numerica e per la previsione del comportamento dei fluidi in moto. Forse proprio grazie alla matematica applicata sarà possibile la soluzione di uno dei più grossi problemi aperti della fisica “classica”: la turbolenza. Recenti studi nel campo della turbolenza quantistica potrebbero aiutare la comprensione di questo fenomeno.

Simone Zuccher è docente di Dinamica dei Fluidi presso il corso di laurea in Matematica Applicata dell’ateneo Veronese e allo stesso tempo è professore di matematica e fisica presso il liceo Enrico Medi di Villafranca di Verona.