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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 060112 - CALCOLI DI PROCESSO DELL'INGEGNERIA CHIMICA
Docente Mehl Marco
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (347) INGEGNERIA CHIMICA*AZZZZ060112 - CALCOLI DI PROCESSO DELL'INGEGNERIA CHIMICA

Obiettivi dell'insegnamento

Il corso si propone l'obiettivo di fornire le basi del calcolo numerico applicato a problematiche tipiche dell’ingegneria chimica. 


Risultati di apprendimento attesi

Al termine del coso lo studente:

- comprende la differenza tra analisi classica e calcolo numerico e i limiti e vantaggi dei due approcci;

- comprende concetti quali precisione, basi di numeri, rappresentazione numerica di una variabile ed algoritmo;

- conosce gli algoritmi numerici volti alla risoluzione dei principali problemi numerici tipici dell'ingeneria chimica; 

- individua le appropriate tecniche di risoluzione per problemi numerici tipici del calcolo di processo

- è in grado di implementare algoritmi di risoluzione per problemi più o meno complessi utilizzando strumenti informatici quali Excel o Matlab.


Argomenti trattati

Informazioni basilari per il calcolo. Analisi numerica e calcolatore. Teoria degli errori: errore assoluto e relativo, condizionamento di problemi matematici, propagazione dell'errore, rappresentazione floating point, stabilità degli algoritmi.

Sistemi lineari: eliminazione e fattorizzazione di Gauss, strategie pivotali. Metodi diretti. Cenni a metodi iterativi. Risoluzione di sistemi lineari derivanti dalla definizione di equazioni di continuità, bilanci materiali, bilanci energetici per i processi chimici.

Interpolazione polinomiale: metodi di Lagrange e di Newton. Spline di Cubiche. Interpolazione razionale. Cenno ai polinomi di Hermite. Calcolo delle proprietà chimiche dei componenti mediante interpolazione.

Calcolo degli zeri di una funzione non lineare. Metodo dicotomico, Newton, secante e regula falsi. Ordine di convergenza. Applicazione al dimensionamento delle unità di separazione e purificazione.

Ottimizzazione monodimensionale. Concetto di funzione obiettivo e grado di libertà. Metodo di Fibonacci, sezione aurea. Interpolazione parabolica. Concetto di robustezza ed efficienza. 

Integrazione numerica. Formule di quadratura: trapezi e Simpson. Maggiorazione dell’errore. Formule di Gauss. SImulazione dinamica dei processi chimici.


Prerequisiti

L'insegnamento fa uso del formalismo matematico sviluppato nell'insegnamento di "Analisi I e geometria" e "Analisi II". La conoscenza di fondamenti di programmazione è auspicata, ma non richiesta.


Modalità di valutazione

L'esame consta di una prova scritta e di un'eventuale prova orale.

La prova scritta è costituita da:

esercizi numerici pratici analoghi a quelli affrontati durante le esercitazioni (i.e. azzeramento di funzione, la risoluzione di sistemi derivanti dalle equazioni di bilancio, ...) volti a valutare la capacità dello studente nell'applicare le conoscenze acquisite;

esercizi dove lo studente dovrà presentare algoritmi di risoluzione di problemi numerici utilizzando meta-linguaggio o discutere porzioni di codice volte alla risoluzione di metodi numerici, volti a verificare la capacità di tradurre i concetti semplici in algoritmi complessi per la risoluzione di problemi pratici dell'ingeneria;

almeno una domanda volta a verificare la comprensione degli aspetti teorici sottostanti alle applicazioni.

La prova orale è facoltativa, soggetta allo superamento della prova scritta e limitata agli studenti che hanno ottenuto allo scritto un voto minimo pari a 26/30, consiste nella presentazione di un progetto autonomo dove lo studente dimostra la capacità di implementare codice volto alla risuluzione di problemi assegnati. 


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaDavide Manca, Calcolo numerico applicato, Editore: Pitagora, Anno edizione: 2007, ISBN: 978-8837116972

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
32:30
48:45
Esercitazione
0:00
0:00
Laboratorio Informatico
17:30
26:15
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 50:00 75:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
30/09/2020