Metodi numerici è un insegnamento di base che mira a fornire le conoscenze fondamentali sui metodi numerici e statistici per la soluzione di problemi applicativi tipici dell’ingegneria civile e a sviluppare le competenze necessarie per lo sviluppo di semplici modelli numerici e statistici e per la corretta e consapevole applicazione di software di calcolo di elevata complessità.
Esso fa parte dei corsi di studio magistrali “Ingegneria delle infrastrutture viarie e trasporti” e “Ingegneria civile per la protezione dai rischi naturali”, i quali hanno l’obiettivo di formare un ingegnere civile ad alta qualificazione in grado di operare negli ambiti delle infrastrutture viarie e dei sistemi di trasporto e della protezione del territorio e delle opere civili dai rischi idrogeologici e sismici.
Nel quadro di questo percorso, l’insegnamento si propone di fornire una conoscenza approfondita 1) di un linguaggio di calcolo tecnico scientifico; 2) dei principali metodi numerici per la soluzione di equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali; 3) della statistica descrittiva e inferenziale orientata alle applicazioni tipiche dell’ingegneria civile.
Al termine del corso gli studenti saranno in grado di: 1) utilizzare un linguaggio di calcolo tecnico scientifico per lo sviluppo di semplici programmi di calcolo e di applicazioni statistiche tipiche dell’ingegneria civile, 2) progettare, sviluppare, validare e applicare algoritmi per l’integrazione delle equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali più diffuse nel campo dell’ingegneria civile, visualizzando efficacemente i risultati e interpretandoli criticamente, 3) condurre analisi statistiche per la descrizione di grandi quantità di dati, 4) progettare e svolgere analisi per lo sviluppo di modelli statistici, 5) individuare, reperire e comprendere la letteratura tecnico scientifica di riferimento per specifici problemi di interesse, anche avvalendosi di motori di ricerca (Scopus, Web Of Science).
Esso fa parte dei corsi di studio magistrali “Ingegneria delle infrastrutture viarie e trasporti” e “Ingegneria civile per la protezione dai rischi naturali”, i quali hanno l’obiettivo di formare un ingegnere civile ad alta qualificazione in grado di operare negli ambiti delle infrastrutture viarie e dei sistemi di trasporto e della protezione del territorio e delle opere civili dai rischi idrogeologici e sismici.
Nel quadro di questo percorso, l’insegnamento si propone di fornire una conoscenza approfondita 1) di un linguaggio di calcolo tecnico scientifico; 2) dei principali metodi numerici per la soluzione di equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali; 3) della statistica descrittiva e inferenziale orientata alle applicazioni tipiche dell’ingegneria civile.
Al termine del corso gli studenti saranno in grado di: 1) utilizzare un linguaggio di calcolo tecnico scientifico per lo sviluppo di semplici programmi di calcolo e di applicazioni statistiche tipiche dell’ingegneria civile, 2) progettare, sviluppare, validare e applicare algoritmi per l’integrazione delle equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali più diffuse nel campo dell’ingegneria civile, visualizzando efficacemente i risultati e interpretandoli criticamente, 3) condurre analisi statistiche per la descrizione di grandi quantità di dati, 4) progettare e svolgere analisi per lo sviluppo di modelli statistici, 5) individuare, reperire e comprendere la letteratura tecnico scientifica di riferimento per specifici problemi di interesse, anche avvalendosi di motori di ricerca (Scopus, Web Of Science).
Curriculum
scheda docente
materiale didattico
Valutazione e gestione del rischio: metodi probabilistici di quantificazione del rischio, matrici di rischio, analisi del rischio come strumento a supporto della progettazione e gestione del territorio.
Analisi di vulnerabilità: modelli di simulazione dei pericoli naturali, tecniche di identificazione e caratterizzazione dei pericoli naturali (simulazione Monte Carlo), mappe di pericolo, tecniche per la caratterizzazione della risposta di sistemi, strutture e infrastrutture a sollecitazioni naturali (curve di fragilità).
Le lezioni verranno supportate da esempi relativi ad analisi di rischio e resilienza di sistemi, strutture e infrastrutture civili esposti a pericoli naturali e da esercitazioni.
Pinto, P.E., Giannini, R., and Franchin, P., 2004 - Seismic reliability. IUSS Press.
Mays, L.W., and Tung, T.-K., 1992 - Hydrosystems - McGrow-Hill
Zio, E., 2012 - Monte Carlo Simulation. Springer
Programma
Pericolo, vulnerabilità, fragilità, rischio e resilienza: definizioni qualitative e quantitative.Valutazione e gestione del rischio: metodi probabilistici di quantificazione del rischio, matrici di rischio, analisi del rischio come strumento a supporto della progettazione e gestione del territorio.
Analisi di vulnerabilità: modelli di simulazione dei pericoli naturali, tecniche di identificazione e caratterizzazione dei pericoli naturali (simulazione Monte Carlo), mappe di pericolo, tecniche per la caratterizzazione della risposta di sistemi, strutture e infrastrutture a sollecitazioni naturali (curve di fragilità).
Le lezioni verranno supportate da esempi relativi ad analisi di rischio e resilienza di sistemi, strutture e infrastrutture civili esposti a pericoli naturali e da esercitazioni.
Testi Adottati
Kottegoda, N. T., and Rosso, R., 2nd Edition, 2008. Applied statistics for civil and environmental engineers. BlackwellPinto, P.E., Giannini, R., and Franchin, P., 2004 - Seismic reliability. IUSS Press.
Mays, L.W., and Tung, T.-K., 1992 - Hydrosystems - McGrow-Hill
Zio, E., 2012 - Monte Carlo Simulation. Springer
Modalità Frequenza
La frequenza non è obbligatoria ma si consiglia fortemente di frequentare il corso.Modalità Valutazione
Prova d'esame: La prova d'esame consiste in un colloquio orale che verte sia sulle esercitazioni svolte, sia sulla teoria. Le esercitazioni sono finalizzate a verificare il livello di comprensione effettiva dei concetti e la capacità degli studenti di applicarli in contesti reali. Valutazione dell'esame: La determinazione del voto finale terrà conto di alcuni elementi, come ad esempio il livello e la qualità della conoscenza degli argomenti; la capacità di analizzare un tema in modo critico; la logica delle argomentazioni a sostegno di una tesi; la capacità di applicare teorie e concetti ai contesti; l’utilizzo di un lessico appropriato alla disciplina oggetto di studio.
scheda docente
materiale didattico
Valutazione e gestione del rischio: metodi probabilistici di quantificazione del rischio, matrici di rischio, analisi del rischio come strumento a supporto della progettazione e gestione del territorio.
Analisi di vulnerabilità: modelli di simulazione dei pericoli naturali, tecniche di identificazione e caratterizzazione dei pericoli naturali (simulazione Monte Carlo), mappe di pericolo, tecniche per la caratterizzazione della risposta di sistemi, strutture e infrastrutture a sollecitazioni naturali (curve di fragilità).
Le lezioni verranno supportate da esempi relativi ad analisi di rischio e resilienza di sistemi, strutture e infrastrutture civili esposti a pericoli naturali e da esercitazioni.
Pinto, P.E., Giannini, R., and Franchin, P., 2004 - Seismic reliability. IUSS Press.
Mays, L.W., and Tung, T.-K., 1992 - Hydrosystems - McGrow-Hill
Zio, E., 2012 - Monte Carlo Simulation. Springer
Programma
Pericolo, vulnerabilità, fragilità, rischio e resilienza: definizioni qualitative e quantitative.Valutazione e gestione del rischio: metodi probabilistici di quantificazione del rischio, matrici di rischio, analisi del rischio come strumento a supporto della progettazione e gestione del territorio.
Analisi di vulnerabilità: modelli di simulazione dei pericoli naturali, tecniche di identificazione e caratterizzazione dei pericoli naturali (simulazione Monte Carlo), mappe di pericolo, tecniche per la caratterizzazione della risposta di sistemi, strutture e infrastrutture a sollecitazioni naturali (curve di fragilità).
Le lezioni verranno supportate da esempi relativi ad analisi di rischio e resilienza di sistemi, strutture e infrastrutture civili esposti a pericoli naturali e da esercitazioni.
Testi Adottati
Kottegoda, N. T., and Rosso, R., 2nd Edition, 2008. Applied statistics for civil and environmental engineers. BlackwellPinto, P.E., Giannini, R., and Franchin, P., 2004 - Seismic reliability. IUSS Press.
Mays, L.W., and Tung, T.-K., 1992 - Hydrosystems - McGrow-Hill
Zio, E., 2012 - Monte Carlo Simulation. Springer
Modalità Frequenza
La frequenza non è obbligatoria ma si consiglia fortemente di frequentare il corso.Modalità Valutazione
Prova d'esame: La prova d'esame consiste in un colloquio orale che verte sia sulle esercitazioni svolte, sia sulla teoria. Le esercitazioni sono finalizzate a verificare il livello di comprensione effettiva dei concetti e la capacità degli studenti di applicarli in contesti reali. Valutazione dell'esame: La determinazione del voto finale terrà conto di alcuni elementi, come ad esempio il livello e la qualità della conoscenza degli argomenti; la capacità di analizzare un tema in modo critico; la logica delle argomentazioni a sostegno di una tesi; la capacità di applicare teorie e concetti ai contesti; l’utilizzo di un lessico appropriato alla disciplina oggetto di studio.