91292 - ELETTRODINAMICA E MAGNETOFLUIDODINAMICA M

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del Corso lo studente conosce in maniera approfondita l'elettromagnetismo applicato al moto dei fluidi soggetti a forze fluidodinamiche ed elettromagnetiche. Sono presi in esame le approssimazioni dell’elettromagnetismo: il regime elettrostatico, il regime quasi-stazionario e non stazionario di interesse per l’ingegneria elettrica. In oltre viene esaminata la magnetofluidodinamica che descrive l’effetto dell’interazione fra le forze dell’elettromagnetismo e della fluidodinamica. Viene esaminato il moto delle particelle cariche e dei gas ionizzati nel campo elettromagnetico ed in particolare i regimi della magnetofluidodinamica diffusivo, convettivo e convettivo-diffusivo. Verranno quindi presi in esame aspetti gli ingegneristici dell'interazione magnetofluidodinamica con flussi supersonici ed ipersonici, l'interazione EHD, e l'ingegneria della fusione termonucleare controllata a confinamento magnetico.

Contenuti

Il corso si propone di approfondire lo studio dell'elettromagnetismo e fornire la conoscenza di alcuni fenomeni di base. Quindi si dedica allo studio del moto di particelle cariche e dei gas ionizzati nei campi elettromagnetici e della fluidodinamica. Si approfondisce perciò l'iterazione dell'elettrodinamica e della fluidodinamica.

Il programma del coso è costituito dai seguenti punti:

 Approfondimenti di elettrostatica

• Flussi magnetici concatenati ed induzione elettromagnetica
• Calcolo delle forze ponderomotrici
• Discontinuità dei vettori del campo elettromagnetico
• Teorema di Poynting
• Potenziali ritardati
• Approssimazione quasi-stazionaria
• Equazione della diffusione
• Effetto pelle in regime sinusoidale
• Equazioni generali delle onde
• Campo elettromagnetico irradiato da dipoli elementari
• Moto di una particella carica in un campo EM
• Invarianza del momento magnetico legato al moto di una particella carica in campo magnetico lentamente variabile
• Specchi magnetici
• Gas ionizzati ed interazioni fra le loro particelle
• Processi radiativi in un plasma
• Caratteristiche del plasma e suo moto
• Equilibrio termodinamico nei plasmi
• Lunghezza di Debye e frequenza del plasma
• Guaine nel plasma
• Conducibilità elettrica e parametro di Hall: la legge di Ohm-Hall
• Approssimazione MHD e regimi magnetici
• Numero di Reynolds magnetico, interazione magnetica e parametro di Hartmann
• La scarica nei gas
• L'interazione Magneto-Idro-Dinamica (MHD)
• La scarica a barriera dielettrica (scarica DBD) ed interazione Elettro-Idro-Dinamica (EHD)

Testi/Bibliografia

La serie completa delle diapositive del corso, proiettate durante le lezioni, costruiscono gli appunti del corso disponibili al sito web del docente (http://www.die.ing.unibo.it/pers/borghi/carlo.htm). I testi consigliati per consultazione ed approfondimento, sono:

• Julius Adams Stratton, “Electromagnetic Theory”, McGraw Hill, 1941
• J.D. Jackson, “Classical Electrodynamics”, John Wiley and Sons, New York, 1975
• L. Spitzer, “Physics of Fully Ionized Gases”, Interscieces, 1962
• R.J. Rosa, “Magnetohydrodynamic Energy Conversion”, McGraw Hill, 1968
• M. Mitchner and C.H. Kruger, “Partially Ionized Gases”, John Wiley and Sons, New York, 1973.
• J.R. Roth, “Industrial Plasma Engineering”, Institute of Physics Publisching, Philadelphia, 1995-2000

Metodi didattici

Il corso sarà svolto con lezioni frontali tenute dal docente con proiezione di diapositive.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

a modalità d'esame è orale. Ogni martedì è possibile sostenere l'esame fissandolo per appuntamento col docente tramite e-mail (ca.borghi@unibo.it)

Strumenti a supporto della didattica

La diapositive delle lezioni sono in Italiano e descrivono il corso in modo completo. Esse pertanto costruiscono gli appunti del corso. sono disponibili al sito web del docente (http://www.die.ing.unibo.it/pers/borghi/carlo.htm).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Carlo Angelo Borghi