Springer Verlag: Unitext

La progettazione dei sistemi fognari e dei manufatti in essi presenti richiede un'attenta conoscenza delle leggi che regolano i fenomeni idraulici, con particolare riferimento alle correnti idriche a superficie libera. Partendo dalle nozioni fondamentali dell'Idraulica, il testo intende colmare alcune importanti lacune che ancora caratterizzano la letteratura italiana nel settore e che spesso sono alla base di errori progettuali, con ovvie conseguenze sulla sicurezza dei centri abitati (come testimoniato dai frequenti fenomeni di allagamento che sono stati registrati negli ultimi anni). Il libro è rivolto agli allievi dei corsi di studio nel settore dell'ingegneria Civile ed Ambientale. Particolare interesse è rivolto ai professionisti operanti nel settore della ingegneria idraulica e della pianificazione urbana, per i quali è forte l'esigenza di testi che contengano indicazioni di carattere sia teorico sia pratico,finalizzate alla progettazione di sistemi di drenaggio nei centri abitati.

Il testo fornisce le conoscenze necessarie per affrontare, con un approccio quantitativo, i molteplici aspetti connessi al flusso delle risorse idriche sotterranee (acque di falda) e alla propagazione e bonifica di contaminanti nei sistemi acquiferi. Vengono illustrate le proprietà fondamentali che definiscono la capacità di immagazzinamento, trasporto e rilascio dell'acqua negli acquiferi, e successivamente, descritte le metodiche per la determinazione di tali parametri tramite l'esecuzione e l'interpretazione di prove di falda, di pozzo e di laboratorio. A partire dalla classificazione chimico fisica-tossicologica dei contaminanti vengono, quindi, analizzati i meccanismi di propagazione e illustrate le soluzioni analitiche dell'equazione del trasporto di massa nei mezzi porosi. L'ultima parte del testo è dedicata alla caratterizzazione e bonifica degli acquiferi contaminati. Il testo è rivolto sia agli studenti universitari, sia ai professionisti che debbano affrontare con un approccio quantitativo tali problematiche.

In passato, l'arte della "scrittura nascosta" (meglio nota come crittografia) era per lo più riferita ad un insieme di metodi per nascondere il contenuto di un dato messaggio agli occhi di lettori non autorizzati. Oggi, l'evoluzione dei sistemi digitali ha generato nuovi scenari di comunicazione, richiedendo ai moderni crittografi di progettare crittosistemi che soddisfino requisiti di sicurezza complessi, ben oltre il requisito base di confidenzialità ottenibile attraverso la "scrittura nascosta". Tuttavia, l'analisi di sicurezza di questi schemi crittografici (fino ai primi anni '80) era soprattutto guidata dall'intuito e dall'esperienza. Nuovi schemi venivano ideati e, dopo qualche tempo, inevitabilmente, un nuovo attacco alla sicurezza veniva scoperto. Il paradigma della "sicurezza dimostrabile" ha trasformato la crittografia da arte a scienza, introducendo un paradigma formale per l'analisi di sicurezza dei crittosistemi: in questo modo è possibile fornire una dimostrazione matematica che un dato sistema è sicuro rispetto ad una classe generale di attaccanti. Tanto più vasta e vicina alla realtà è questa classe, tanto più forti sono le garanzie offerte dal crittosistema analizzato. Il libro ha lo scopo di guidare lo studente (oppure il giovane ricercatore) nel mondo crittografico, in modo che acquisisca le metodologie di base, preparandosi alla ricerca nell'area.

La finanza matematica ha visto un notevole sviluppo in tempi recenti, soprattutto per l'introduzione di strumenti finanziari atti a contenere il rischio nelle operazioni di mercato. Lo studio delle problematiche legate a tali strumenti richiede tecniche matematiche talvolta sofisticate e la maggior parte di queste tecniche sono legate alla teoria della Probabilità. Gli ambienti finanziari sono quindi divenuti uno sbocco professionale non solo per gli economisti, ma anche per i matematici ed in generale per i laureati delle discipline tecnico-scientifiche. Il presente libro è inteso come testo e nasce dall'esperienza d'insegnamento degli autori.

La geometria frattale permette di caratterizzare le strutture complesse e irregolari che godono della proprietà di invarianza di scala. Introdotta da Mandelbrot nel 1975, spiega in modo convincente che la natura ci pone di fronte a molti esempi di strutture complesse che godono di proprietà peculiari. Il volume nasce dall'esperienza didattica sviluppata dall'autore in oltre un decennio di insegnamento di Istituzioni di Fisica Superiore presso l'Università di Pavia e intende colmare la lacuna nel panorama italiano di testi didattici su tematiche frattali. Parte dalla definizione di oggetti e di funzioni frattali, introducendo la dimensione "non intera" e la "codimensione" di un insieme, di una figura geometrica e la sua estensione a una funzione matematica irregolare. Segue l'introduzione dei frattali stocastici che tengono conto della natura parzialmente caotica dei fenomeni fisici. Di particolare rilevanza un capitolo che compendia la trattazione di fenomeni caotici e introduce gli attrattori strani di Edward Lorenz. Infine si affronta l'applicazione dei concetti frattali alla fisica cosmica, all'econofisica e alla descrizione dell'inquinamento prodotto da due disastri ambientali: l'incidente chimico di Seveso e quello nucleare di Chernobyl. Il carattere propedeutico del volume si presta agevolmente a un apprendimento autonomo individuale.

Le applicazioni tecnologiche innovative (nanotecnologie, microfluidica, sviluppo di processi chimici ecosostenibili, bioingegneria e formulazione di farmaci innovativi) richiedono sempre più un'adeguata conoscenza dei processi fisici a livello microscopico e del comportamento termico e strutturale di materiali avanzati. La conoscenza dei principi di base della meccanica statistica, che fornisce una giustificazione microscopica della termodinamica e della termofiuidica, diviene quindi sempre più rilevante nella formazione educativa anche in settori tradizionali dell'ingegneria chimica, fisica, nucleare e dei materiali. Questo volume si pone come obiettivo di colmare un gap di disponibilità sul mercato italiano di testi di livello intermedio su queste tematiche. I contenuti si rivolgono all'analisi di problematiche fisiche di interesse per la scienza dei materiali, quali lo studio del comportamento e dei processi di separazione di fase, lo stato liquido e vetroso, i plasmi, i sistemi magnetici, il comportamento quantistico di gas a bassa temperatura, la superfluidità. Il testo, che si rivolge in primo luogo agli studenti del corso di Laurea Magistrale in Ingegneria, può costituire un valido ausilio come testo introduttivo alla meccanica statistica anche per gli studenti dei corsi di laurea in Fisica, Chimica e Scienza dei Materiali.

In questo libro di testo vengono descritti e analizzati gli algoritmi più significativi per la soluzione di problemi di ottimizzazione non vincolata e di sistemi di equazioni non lineari. Particolare attenzione è rivolta allo studio della convergenza globale e delle tecniche di globalizzazione che costituiscono uno dei maggiori contributi dell'ottimizzazione al calcolo numerico. Nel volume vengono considerati sia gli algoritmi più noti che quelli proposti recentemente nella letteratura specialistica e che non sono usualmente inclusi nei libri a carattere introduttivo sui metodi di ottimizzazione. La stesura del testo è tale da renderlo adatto sia a un lettore che intenda acquisire una preparazione di base sui metodi di ottimizzazione non vincolata, sia a un lettore che abbia già competenze generali sulle tecniche di ottimizzazione e voglia approfondire specifici argomenti. Il libro è corredato da varie appendici finalizzate a rendere la trattazione il più possibile autocontenuta.

La razionalizzazione delle scienze ha avuto un grande impulso con l'avvento e il consolidarsi dei concetti dell'analisi dimensionale, accanto alla quale si è sviluppata la modellistica fisica. Al tempo in cui gli elaboratori non erano disponibili o non erano accessibili, la modellistica fisica rimaneva l'unico strumento per affrontare e risolvere numerosi problemi di ingegneria; non a caso la maggior parte delle pubblicazioni scientifiche nel settore è riconducibile a quel periodo. Anche oggi i modelli fisici hanno un ruolo insostituibile nella progettazione di molte opere, nonostante i costi e i tempi di lavorazione spesso elevati, ma ampiamente compensati dall'utilità dei risultati ottenuti. Tale scelta trova riscontro nelle normative nazionali e internazionali per la realizzazione di opere di particolare complessità e impegno economico quali, ad esempio, le opere marittime o le opere di ingegneria strutturale; già da molti decenni, in alcuni codici esteri, i modelli fisici possono sostituire i modelli analitici. Questo testo è stato concepito per gli studenti e per i ricercatori impegnati nello studio di modelli concettuali e analitici, oltre che nella realizzazione di modelli fisici, e si sviluppa su basi teoriche ma con numerosi esempi applicativi. I settori di interesse sono quelli dell'idraulica, della scienza e tecnica delle costruzioni, della geotecnica e della fisica tecnica, con brevi note per lo studio di sistemi complessi.

A partire dagli studi sulla prospettiva degli artisti del Rinascimento, la geometria proiettiva si è sviluppata nei secoli successivi come disciplina autonoma che, oltre ad essere alla base della geometria algebrica classica, trova applicazioni in numerosi settori, dall'ingegneria alla computer vision, dall'architettura alla crittografia. La prima parte di questo testo contiene richiami, sintetici ma rigorosi, delle nozioni fondamentali di geometria proiettiva, in un linguaggio semplice e moderno. Ciò offre al lettore una rapida visione d'insieme della materia trattata e lo introduce alle tecniche e alle notazioni successivamente adoperate. Nella seconda parte sono presentati più di 200 problemi risolti, per molti dei quali si propongono più soluzioni alternative. Il livello di difficoltà è variabile: si spazia da esercizi di carattere calcolativo a problemi più impegnativi di carattere teorico, fino a veri e propri teoremi con dimostrazione guidata. La struttura del testo consente al lettore di utilizzare la risoluzione degli esercizi per impadronirsi delle nozioni e delle tecniche di base e per progredire nella conoscenza della materia fino allo studio di alcuni risultati classici.

L'opera fornisce una trattazione chiara, agile ed essenziale, ma completa, del rumore elettrico, argomento considerato generalmente oscuro e specialistico. Il contenuto copre gli aspetti essenziali della matematica e della fisica del rumore, e della sua rappresentazione nei circuiti. Discute quindi il rumore nei dispositivi passivi e attivi, e introduce i criteri di progettazione a basso rumore. Affronta infine brevemente questioni quali l'estrazione del segnale dal rumore e gli impieghi utili del rumore. L'attenzione è generalmente rivolta alla strumentazione fisica a bassa frequenza, in relazione alla pluridecennale esperienza specifica dell'autore. Si tratta di una estensione delle dispense, utilizzate per anni, di un corso universitario. Pertanto la trattazione è fortemente didattica, con particolare attenzione a rimuovere ambiguità e incertezze, discutendo il materiale in termini fisici intuitivi, presentando esempi esplicativi e proponendo esercizi.