81851 - INTRODUZIONE ALLA FISICA DEI SISTEMI COMPLESSI

Anno Accademico 2020/2021

  • Docente: Sandro Rambaldi
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: MAT/07
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea in Fisica (cod. 9244)

    Valido anche per Laurea Magistrale in Informatica (cod. 8028)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze e concetti matematici per studiare e sviluppare modelli dinamici e statistici per la fisica dei sistemi complessi.

Contenuti

Caratterizzazione di un sistema complesso. Ruolo delle interazioni non lineari. Analisi di semplici modelli teorici e numerici per la descrizione di sistemi complessi con esempi tratti dalla fisica, dall'economia e dalla biologia. Analisi delle distribuzioni dei dati, confronto leggi esponenziali e leggi di potenza. Sviluppo di semplici esempi analitici e numerici per modelli ad agenti, modelli evolutivi, reti neurali e automi cellulari.

Metodi di risoluzione numerica per le equazioni differenziali ordinarie (ODE) con valutazione degli errori. Metodi di risoluzione numerica per le equazioni differenziali alle derivate parziali (PDE) con valutazione degli errori. Consistenza, stabilità e convergenza. Applicazione alle PDE lineari del secondo Ordine: equazione delle onde, del calore e di Laplace.

Introduzione alla grafica 3D con OpenGl. Metodi di visualizzazione/animazione (in 1D-2D-3D) delle soluzioni.

Discussione di un progetto in C++ e OpenGl.

Testi/Bibliografia

articoli suggeriti in classe

Numerical Recipes, W.H.Press et al, Cambridge University Press

Metodi didattici

lezioni, seminari ed esercitazioni

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

A fine corso, la verifica dell'apprendimento sarà effettuata o attraverso un esame orale e una relazione estesa su un progetto scelto dal candidato ed approvato dal docente. Alle relazione viene attribuito il 70% del voto e deve contenere un'introduzione al problema, una descrizione dettagliata del metodo utilizzato nell'affrontarlo, una descrizione delle difficoltà incontrate e dei risultati ottenuti. l'esame orale vale il rimanente 30% del voto e inizia con una presentazione formale del progetto (la qualità della presentazione, estetica delle slide, organizzazione del materiale mostrato e capacità comunicative verranno valutate) e l'esame si conclude con alcune domande di carattere generale sugli argomenti presentati a lezione. Queste domande tendono a valutare il raggiungimento degli obiettivi didattici del corso:

- Avere sviluppato conoscenze delle metodologie proprie della disciplina in particolare sull'analisi dati, sulle simulazioni numeriche e sulla visualizzazione delle soluzioni.

- Avere una chiara comprensione delle caratteristiche dei vari sistemi fisici e sociali a cui è possibile applicare le metodologie discusse.

Strumenti a supporto della didattica

personal PC, videoproiettore, internet.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Sandro Rambaldi