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Obiettivi e contenuti del corso
Il corso ha l'obiettivo di fornire all'allievo conoscenze e competenze elementari sulle tecnologie per modellare, analizzare e replicare nel mondo virtuale il comportamento fisico di oggetti e persone reali, simulando fenomeni quali il movimento, la deformazione, gli effetti di campi. A tal fine si presentano i fondamenti delle tecniche per il movimento e la dinamica di catene cinematiche, il metodo degli elementi finiti per lo studio delle deformazioni e delle sollecitazioni in continui elastici ed iperelastici, dei modi di vibrare, della trasmissione del calore, le tecniche per l’analisi e la simulazione di fluidi ed infine un’introduzione alle tecniche per la modellazione di esseri umani e la simulazioni di posture, movimenti ed azioni. Vengono anche trattati i fondamenti di metodi di simulazione meno noti quali i cosiddetti particle-based. L’attenzione è focalizzata principalmente sugli aspetti applicativi; la presentazione dei modelli teorici è limitata ai fondamenti ed è ampiamente corredata da esempi, anche sviluppati in laboratorio con la partecipazione attiva e diretta dell’allievo.
Descrizione degli argomenti trattati
Evoluzione della modellazione. Dal modello geometrico al modello physics-based.
Argomento 1. Fondamenti sui modelli e le tecniche numeriche per la simulazione del movimento di catene cinematiche.
Argomento 2. La deformabilità dei corpi: il metodo degli Elementi finiti per la simulazione di continui elastici.
Argomento 3. Continui altamente deformabili: il metodo degli Elementi finiti ed il metodo particle-based.
Argomento 4. Fenomeni oscillatori nei continui: applicazioni con il metodo degli Elementi finiti e con il metodo particle based.
Argomento 5. Caratterizzazione dei modelli e prove sperimentali.
Argomento 6. Simulazione di fenomeni termici nei continui.
Argomento 7. Tecniche di simulazione per fluidi: introduzione al mondo della Computational Fluid Dynamics
Argomento 8. Virtual human: modelli e tecniche per simulare il corpo umano
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