Un modello spazialmente distribuito per la modellazione fisicamente basata del contributo locale al trasporto solido in sospensione in alvei fluviali

La presente tesi di dottorato si propone lo sviluppo di un modello spazialmente distribuito per produrre una stima dell'erosione superficiale in bacini appenninici. Il modello �� stato progettato per simulare in maniera fisicamente basata il distacco di suolo e di sedimento depositato ad opera delle precipitazioni e del deflusso superficiale, e si propone come utile strumento per lo studio della vulnerabilit�� del territorio collinare e montano. Si �� scelto un bacino collinare dell'Appennino bolognese per testare le capacit�� del modello e verificarne la robustezza. Dopo una breve introduzione per esporre il contesto in cui si opera, nel primo capitolo sono presentate le principali forme di erosione e una loro descrizione fisico-matematica, nel secondo capitolo verranno introdotti i principali prodotti della modellistica di erosione del suolo, spiegando quale interpretazione dei fenomeni fisici �� stata data. Nel terzo capitolo verr�� descritto il modello oggetto della tesi di dottorando, con una prima breve descrizione della componente afflussi-deflussi ed una seconda descrizione della componente di erosione del suolo. Nel quarto capitolo verr�� descritto il bacino di applicazione del modello, i risultati della calibrazione ed un'analisi di sensitivit��. Infine si presenteranno le conclusioni sullo studio.

Modellazione e simulazione di sistemi meccanici ad elevato numero di gradi di libert�� mediante metodi non convenzionali e sistemi CAD

Recent developments in piston engine technology have increased performance in a very significant way. Diesel turbocharged/turbo compound engines, fuelled by jet fuels, have great performances. The focal point of this thesis is the transformation of the FIAT 1900 jtd diesel common rail engine for the installation on general aviation aircrafts like the CESSNA 172. All considerations about the diesel engine are supported by the studies that have taken place in the laboratories of the II Faculty of Engineering in Forl��. This work, mostly experimental, concerns the transformation of the automotive FIAT 1900 jtd ��� 4 cylinders ��� turbocharged ��� diesel common rail into an aircraft engine. The design philosophy of the aluminium alloy basement of the spark ignition engine have been transferred to the diesel version while the pistons and the head of the FIAT 1900 jtd are kept in the aircraft engine. Different solutions have been examined in this work. A first V 90�� cylinders version that can develop up to 300 CV and whose weight is 30 kg, without auxiliaries and turbocharging group. The second version is a development of e original version of the diesel 1900 cc engine with an optimized crankshaft, that employ a special steel, 300M, and that is verified for the aircraft requirements. Another version with an augmented stroke and with a total displacement of 2500 cc has been examined; the result is a 30% engine heavier. The last version proposed is a 1600 cc diesel engine that work at 5000 rpm, with a reduced stroke and capable of more than 200 CV; it was inspired to the Yamaha R1 motorcycle engine. The diesel aircraft engine design keeps the bore of 82 mm, while the stroke is reduced to 64.6 mm, so the engine size is reduced along with weight. The basement weight, in GD AlSi 9 MgMn alloy, is 8,5 kg. Crankshaft, rods and accessories have been redesigned to comply to aircraft standards. The result is that the overall size is increased of only the 8% when referred to the Yamaha engine spark ignition version, while the basement weight increases of 53 %, even if the bore of the diesel version is 11% lager. The original FIAT 1900 jtd piston has been slightly modified with the combustion chamber reworked to the compression ratio of 15:1. The material adopted for the piston is the aluminium alloy A390.0-T5 commonly used in the automotive field. The piston weight is 0,5 kg for the diesel engine. The crankshaft is verified to torsional vibrations according to the Lloyd register of shipping requirements. The 300M special steel crankshaft total weight is of 14,5 kg. The result reached is a very small and light engine that may be certified for general aviation: the engine weight, without the supercharger, air inlet assembly, auxiliary generators and high pressure body, is 44,7 kg and the total engine weight, with enlightened HP pump body and the titanium alloy turbocharger is less than 100 kg, the total displacement is 1365 cm3 and the estimated output power is 220 CV. The direct conversion of automotive piston engine to aircrafts pays too huge weight penalties. In fact the main aircraft requirement is to optimize the power to weight ratio in order to obtain compact and fast engines for aeronautical use: this 1600 common rail diesel engine version demonstrates that these results can be reached.

Strategie di sviluppo sostenibile: studio e applicazione della metodologia di analisi degli scenari in campo agro-ambientale

L���obiettivo del lavoro svolto nell���ambito del ciclo di dottorato �� stato quello dell���applicazione della metodologia di analisi degli scenari, nell���ottica dello studio e applicazione di un metodo di analisi integrato e multidisciplinare che consenta individuare strategie di sviluppo sostenibile in relazione alla questione indagata. Lo studio sviluppato nel corso del dottorato �� stato impostato su presupposti forniti dalla Regione Toscana (in entrambi i casi di studio trattati), che ha finanziato, attraverso la sua Agenzia Regionale per lo Sviluppo e Innovazione in ambito Agricolo (ARSIA), due Progetti di ricerca volti all���individuazione di strategie di sviluppo sostenibile concernenti due tematiche di particolare interesse in ambito regionale: lo sviluppo di coltivazioni non-food (biocarburanti, biomasse da energia, biopolimeri, biolubrificanti, fibre vegetali, coloranti naturali, fitofarmaci di origine vegetale) e la valutazione della possibilit�� di coesistenza tra colture convenzionali (non Geneticamente Modificate) e colture GM, in relazione alla Raccomandazione della Commissione 2003/556/CE che afferma che deve essere garantita la coesistenza tra colture transgeniche, convenzionali e biologiche, ovvero che devono essere presenti le condizioni per cui ciascun metodo di coltivazione possa poter essere adottato e praticato in UE. La sostenibilit�� delle situazioni studiate �� stata valutata fornendo informazioni non solo per la situazioni attuali, ma anche per possibili evoluzioni future, cos�� come richiesto dai principi dello sviluppo sostenibile. A tal proposito, occorre applicare metodologie di analisi che consentano di poter identificare obiettivi strategici in funzione dei cambiamenti che potrebbero essere registrati, in corrispondenza dell���evolversi delle diverse situazioni nel tempo. La metodologia di analisi in grado di soddisfare questi requisiti pu�� essere identificata nell���analisi di scenario (scenario analysis), che si configura come uno strumento di analisi strategica in grado di riassumere numerose informazioni e dati riferiti agli attori, agli obiettivi, agli strumenti, alle cause ed agli effetti indotti da un cambiamento che potrebbe essere provocato da uno o pi�� fattori contemplati nel corso dell���analisi. Questo metodo di analisi rappresenta un���importante strumento di ausilio alla definizione di politiche e strategie, che si rende particolarmente utile nel campo della public choice, come dimostrato dalle applicazioni presentate nel corso del lavoro.

Il passato nell���epoca della sua (ri)producibilit�� digitale. Torino 1943 - 45. Metodologia della ricerca con tecnologie informatiche. Sistema storico-territoriale di informazione multimediale

Se il lavoro dello storico �� capire il passato come �� stato compreso dalla gente che lo ha vissuto, allora forse non �� azzardato pensare che sia anche necessario comunicare i risultati delle ricerche con strumenti propri che appartengono a un'epoca e che influenzano la mentalit�� di chi in quell'epoca vive. Emergenti tecnologie, specialmente nell���area della multimedialit�� come la realt�� virtuale, permettono agli storici di comunicare l���esperienza del passato in pi�� sensi. In che modo la storia collabora con le tecnologie informatiche soffermandosi sulla possibilit�� di fare ricostruzioni storiche virtuali, con relativi esempi e recensioni? Quello che maggiormente preoccupa gli storici �� se una ricostruzione di un fatto passato vissuto attraverso la sua ricreazione in pixels sia un metodo di conoscenza della storia che possa essere considerato valido. Ovvero l'emozione che la navigazione in una realt�� 3D pu�� suscitare, �� un mezzo in grado di trasmettere conoscenza? O forse l'idea che abbiamo del passato e del suo studio viene sottilmente cambiato nel momento in cui lo si divulga attraverso la grafica 3D? Da tempo per�� la disciplina ha cominciato a fare i conti con questa situazione, costretta soprattutto dall'invasivit�� di questo tipo di media, dalla spettacolarizzazione del passato e da una divulgazione del passato parziale e antiscientifica. In un mondo post letterario bisogna cominciare a pensare che la cultura visuale nella quale siamo immersi sta cambiando il nostro rapporto con il passato: non per questo le conoscenze maturate fino ad oggi sono false, ma �� necessario riconoscere che esiste pi�� di una verit�� storica, a volte scritta a volte visuale. Il computer �� diventato una piattaforma onnipresente per la rappresentazione e diffusione dell���informazione. I metodi di interazione e rappresentazione stanno evolvendo di continuo. Ed �� su questi due binari che �� si muove l���offerta delle tecnologie informatiche al servizio della storia. Lo scopo di questa tesi �� proprio quello di esplorare, attraverso l���utilizzo e la sperimentazione di diversi strumenti e tecnologie informatiche, come si pu�� raccontare efficacemente il passato attraverso oggetti tridimensionali e gli ambienti virtuali, e come, nel loro essere elementi caratterizzanti di comunicazione, in che modo possono collaborare, in questo caso particolare, con la disciplina storica. La presente ricerca ricostruisce alcune linee di storia delle principali fabbriche attive a Torino durante la seconda guerra mondiale, ricordando stretta relazione che esiste tra strutture ed individui e in questa citt�� in particolare tra fabbrica e movimento operaio, �� inevitabile addentrarsi nelle vicende del movimento operaio torinese che nel periodo della lotta di Liberazione in citt�� fu un soggetto politico e sociale di primo rilievo. Nella citt��, intesa come entit�� biologica coinvolta nella guerra, la fabbrica (o le fabbriche) diventa il nucleo concettuale attraverso il quale leggere la citt��: sono le fabbriche gli obiettivi principali dei bombardamenti ed �� nelle fabbriche che si combatte una guerra di liberazione tra classe operaia e autorit��, di fabbrica e cittadine. La fabbrica diventa il luogo di "usurpazione del potere" di cui parla Weber, il palcoscenico in cui si tengono i diversi episodi della guerra: scioperi, deportazioni, occupazioni .... Il modello della citt�� qui rappresentata non �� una semplice visualizzazione ma un sistema informativo dove la realt�� modellata �� rappresentata da oggetti, che fanno da teatro allo svolgimento di avvenimenti con una precisa collocazione cronologica, al cui interno �� possibile effettuare operazioni di selezione di render statici (immagini), di filmati precalcolati (animazioni) e di scenari navigabili interattivamente oltre ad attivit�� di ricerca di fonti bibliografiche e commenti di studiosi segnatamente legati all'evento in oggetto. Obiettivo di questo lavoro �� far interagire, attraverso diversi progetti, le discipline storiche e l���informatica, nelle diverse opportunit�� tecnologiche che questa presenta. Le possibilit�� di ricostruzione offerte dal 3D vengono cos�� messe a servizio della ricerca, offrendo una visione integrale in grado di avvicinarci alla realt�� dell���epoca presa in considerazione e convogliando in un���unica piattaforma espositiva tutti i risultati. Divulgazione Progetto Mappa Informativa Multimediale Torino 1945 Sul piano pratico il progetto prevede una interfaccia navigabile (tecnologia Flash) che rappresenti la pianta della citt�� dell���epoca, attraverso la quale sia possibile avere una visione dei luoghi e dei tempi in cui la Liberazione prese forma, sia a livello concettuale, sia a livello pratico. Questo intreccio di coordinate nello spazio e nel tempo non solo migliora la comprensione dei fenomeni, ma crea un maggiore interesse sull���argomento attraverso l���utilizzo di strumenti divulgativi di grande efficacia (e appeal) senza perdere di vista la necessit�� di valicare le tesi storiche proponendosi come piattaforma didattica. Un tale contesto richiede uno studio approfondito degli eventi storici al fine di ricostruire con chiarezza una mappa della citt�� che sia precisa sia topograficamente sia a livello di navigazione multimediale. La preparazione della cartina deve seguire gli standard del momento, perci�� le soluzioni informatiche utilizzate sono quelle fornite da Adobe Illustrator per la realizzazione della topografia, e da Macromedia Flash per la creazione di un���interfaccia di navigazione. La base dei dati descrittivi �� ovviamente consultabile essendo contenuta nel supporto media e totalmente annotata nella bibliografia. �� il continuo evolvere delle tecnologie d'informazione e la massiccia diffusione dell���uso dei computer che ci porta a un cambiamento sostanziale nello studio e nell���apprendimento storico; le strutture accademiche e gli operatori economici hanno fatto propria la richiesta che giunge dall'utenza (insegnanti, studenti, operatori dei Beni Culturali) di una maggiore diffusione della conoscenza storica attraverso la sua rappresentazione informatizzata. Sul fronte didattico la ricostruzione di una realt�� storica attraverso strumenti informatici consente anche ai non-storici di toccare con mano quelle che sono le problematiche della ricerca quali fonti mancanti, buchi della cronologia e valutazione della veridicit�� dei fatti attraverso prove. Le tecnologie informatiche permettono una visione completa, unitaria ed esauriente del passato, convogliando tutte le informazioni su un'unica piattaforma, permettendo anche a chi non �� specializzato di comprendere immediatamente di cosa si parla. Il miglior libro di storia, per sua natura, non pu�� farlo in quanto divide e organizza le notizie in modo diverso. In questo modo agli studenti viene data l'opportunit�� di apprendere tramite una rappresentazione diversa rispetto a quelle a cui sono abituati. La premessa centrale del progetto �� che i risultati nell'apprendimento degli studenti possono essere migliorati se un concetto o un contenuto viene comunicato attraverso pi�� canali di espressione, nel nostro caso attraverso un testo, immagini e un oggetto multimediale. Didattica La Conceria Fiorio �� uno dei luoghi-simbolo della Resistenza torinese. Il progetto �� una ricostruzione in realt�� virtuale della Conceria Fiorio di Torino. La ricostruzione serve a arricchire la cultura storica sia a chi la produce, attraverso una ricerca accurata delle fonti, sia a chi pu�� poi usufruirne, soprattutto i giovani, che, attratti dall���aspetto ludico della ricostruzione, apprendono con pi�� facilit��. La costruzione di un manufatto in 3D fornisce agli studenti le basi per riconoscere ed esprimere la giusta relazione fra il modello e l���oggetto storico. Le fasi di lavoro attraverso cui si �� giunti alla ricostruzione in 3D della Conceria: . una ricerca storica approfondita, basata sulle fonti, che possono essere documenti degli archivi o scavi archeologici, fonti iconografiche, cartografiche, ecc.; . La modellazione degli edifici sulla base delle ricerche storiche, per fornire la struttura geometrica poligonale che permetta la navigazione tridimensionale; . La realizzazione, attraverso gli strumenti della computer graphic della navigazione in 3D. Unreal Technology �� il nome dato al motore grafico utilizzato in numerosi videogiochi commerciali. Una delle caratteristiche fondamentali di tale prodotto �� quella di avere uno strumento chiamato Unreal editor con cui �� possibile costruire mondi virtuali, e che �� quello utilizzato per questo progetto. UnrealEd (Ued) �� il software per creare livelli per Unreal e i giochi basati sul motore di Unreal. E��� stata utilizzata la versione gratuita dell���editor. Il risultato finale del progetto �� un ambiente virtuale navigabile raffigurante una ricostruzione accurata della Conceria Fiorio ai tempi della Resistenza. L���utente pu�� visitare l���edificio e visualizzare informazioni specifiche su alcuni punti di interesse. La navigazione viene effettuata in prima persona, un processo di ���spettacolarizzazione��� degli ambienti visitati attraverso un arredamento consono permette all'utente una maggiore immersivit�� rendendo l���ambiente pi�� credibile e immediatamente codificabile. L���architettura Unreal Technology ha permesso di ottenere un buon risultato in un tempo brevissimo, senza che fossero necessari interventi di programmazione. Questo motore ��, quindi, particolarmente adatto alla realizzazione rapida di prototipi di una discreta qualit��, La presenza di un certo numero di bug lo rende, per��, in parte inaffidabile. Utilizzare un editor da videogame per questa ricostruzione auspica la possibilit�� di un suo impiego nella didattica, quello che le simulazioni in 3D permettono nel caso specifico �� di permettere agli studenti di sperimentare il lavoro della ricostruzione storica, con tutti i problemi che lo storico deve affrontare nel ricreare il passato. Questo lavoro vuole essere per gli storici una esperienza nella direzione della creazione di un repertorio espressivo pi�� ampio, che includa gli ambienti tridimensionali. Il rischio di impiegare del tempo per imparare come funziona questa tecnologia per generare spazi virtuali rende scettici quanti si impegnano nell'insegnamento, ma le esperienze di progetti sviluppati, soprattutto all���estero, servono a capire che sono un buon investimento. Il fatto che una software house, che crea un videogame di grande successo di pubblico, includa nel suo prodotto, una serie di strumenti che consentano all'utente la creazione di mondi propri in cui giocare, �� sintomatico che l'alfabetizzazione informatica degli utenti medi sta crescendo sempre pi�� rapidamente e che l'utilizzo di un editor come Unreal Engine sar�� in futuro una attivit�� alla portata di un pubblico sempre pi�� vasto. Questo ci mette nelle condizioni di progettare moduli di insegnamento pi�� immersivi, in cui l'esperienza della ricerca e della ricostruzione del passato si intreccino con lo studio pi�� tradizionale degli avvenimenti di una certa epoca. I mondi virtuali interattivi vengono spesso definiti come la forma culturale chiave del XXI secolo, come il cinema lo �� stato per il XX. Lo scopo di questo lavoro �� stato quello di suggerire che vi sono grosse opportunit�� per gli storici impiegando gli oggetti e le ambientazioni in 3D, e che essi devono coglierle. Si consideri il fatto che l���estetica abbia un effetto sull���epistemologia. O almeno sulla forma che i risultati delle ricerche storiche assumono nel momento in cui devono essere diffuse. Un���analisi storica fatta in maniera superficiale o con presupposti errati pu�� comunque essere diffusa e avere credito in numerosi ambienti se diffusa con mezzi accattivanti e moderni. Ecco perch�� non conviene seppellire un buon lavoro in qualche biblioteca, in attesa che qualcuno lo scopra. Ecco perch�� gli storici non devono ignorare il 3D. La nostra capacit��, come studiosi e studenti, di percepire idee ed orientamenti importanti dipende spesso dai metodi che impieghiamo per rappresentare i dati e l���evidenza. Perch�� gli storici possano ottenere il beneficio che il 3D porta con s��, tuttavia, devono sviluppare un���agenda di ricerca volta ad accertarsi che il 3D sostenga i loro obiettivi di ricercatori e insegnanti. Una ricostruzione storica pu�� essere molto utile dal punto di vista educativo non sono da chi la visita ma, anche da chi la realizza. La fase di ricerca necessaria per la ricostruzione non pu�� fare altro che aumentare il background culturale dello sviluppatore. Conclusioni La cosa pi�� importante �� stata la possibilit�� di fare esperienze nell���uso di mezzi di comunicazione di questo genere per raccontare e far conoscere il passato. Rovesciando il paradigma conoscitivo che avevo appreso negli studi umanistici, ho cercato di desumere quelle che potremo chiamare ���leggi universali��� dai dati oggettivi emersi da questi esperimenti. Da punto di vista epistemologico l���informatica, con la sua capacit�� di gestire masse impressionanti di dati, d�� agli studiosi la possibilit�� di formulare delle ipotesi e poi accertarle o smentirle tramite ricostruzioni e simulazioni. Il mio lavoro �� andato in questa direzione, cercando conoscere e usare strumenti attuali che nel futuro avranno sempre maggiore presenza nella comunicazione (anche scientifica) e che sono i mezzi di comunicazione d���eccellenza per determinate fasce d���et�� (adolescenti). Volendo spingere all���estremo i termini possiamo dire che la sfida che oggi la cultura visuale pone ai metodi tradizionali del fare storia �� la stessa che Erodoto e Tucidide contrapposero ai narratori di miti e leggende. Prima di Erodoto esisteva il mito, che era un mezzo perfettamente adeguato per raccontare e dare significato al passato di una trib�� o di una citt��. In un mondo post letterario la nostra conoscenza del passato sta sottilmente mutando nel momento in cui lo vediamo rappresentato da pixel o quando le informazioni scaturiscono non da sole, ma grazie all���interattivit�� con il mezzo. La nostra capacit�� come studiosi e studenti di percepire idee ed orientamenti importanti dipende spesso dai metodi che impieghiamo per rappresentare i dati e l���evidenza. Perch�� gli storici possano ottenere il beneficio sottinteso al 3D, tuttavia, devono sviluppare un���agenda di ricerca volta ad accertarsi che il 3D sostenga i loro obiettivi di ricercatori e insegnanti. Le esperienze raccolte nelle pagine precedenti ci portano a pensare che in un futuro non troppo lontano uno strumento come il computer sar�� l���unico mezzo attraverso cui trasmettere conoscenze, e dal punto di vista didattico la sua interattivit�� consente coinvolgimento negli studenti come nessun altro mezzo di comunicazione moderno.

Studio Sperimentale e Modellazione della Separazione di Proteine con Membrane di Affinit��

Chromatography represents one of the most important and widely used unit operation in the biotechnology industry. However this technique suffers from several limitations such as high pressure drop, slow mass transfer through the diffusive pores and strong dependence of the binding capacity on flow rate. In this work, affinity membranes with improved capacity have been considered as an alternative technology for the capturing step in antibody manufacturing. Several affinity membranes have been prepared starting from various membrane supports. Different affinity ligands have been utilized like Protein A, the natural ligand of choice for antibodies, as well as synthetic ligands that exhibit affinity for the Fc portion of antibodies. The membranes have been characterized in detail: binding and elution performance was evaluated in adsorption experiments using pure IgG solutions, while membrane selectivity was evaluated using complex solutions like a cell culture supernatant. The most promising affinity membranes were extensively tested in dynamic experiments. The effects of operating parameters like feed concentration and flow rate on separation performances like binding capacity, selectivity and process yield have been studied in detail in order to find the optimal conditions for binding and elution steps. The membranes have been used over several complete chromatographic cycles to evaluate the effects of ageing and of membrane regeneration on dynamic binding capacity. A novel mathematical model is proposed that can describe all the chromatographic steps involved in the membrane affinity chromatography process for protein purification. The mathematical description is based on the species continuity equation coupled with a proper binding kinetic equation, and suitable to describe adequately the dispersion phenomena occurring both in the micro-porous membranes as well as in the extra-column devices used in the system. The model considers specifically all the different chromatographic steps, namely adsorption, washing and elution. The few relevant fitting parameters of the model were derived from a calibration with the experimental affinity cycles performed with pure IgG solutions, then the model is used to describe experimental data obtained in chromatographic cycles carried out with complex feeds as the cell culture supernatant. Simulations reveal a good agreement with experimental data in all the chromatography steps, both in the case of pure IgG solutions and for the cell culture supernatant considered.

Modellazione multibody di veicoli ferroviari: sviluppo ed implementazione di modelli innovativi per l'analisi del contatto ruota - rotaia

The wheel - rail contact analysis plays a fundamental role in the multibody modeling of railway vehicles. A good contact model must provide an accurate description of the global contact phenomena (contact forces and torques, number and position of the contact points) and of the local contact phenomena (position and shape of the contact patch, stresses and displacements). The model has also to assure high numerical efficiency (in order to be implemented directly online within multibody models) and a good compatibility with commercial multibody software (Simpack Rail, Adams Rail). The wheel - rail contact problem has been discussed by several authors and many models can be found in the literature. The contact models can be subdivided into two different categories: the global models and the local (or differential) models. Currently, as regards the global models, the main approaches to the problem are the so - called rigid contact formulation and the semi ��� elastic contact description. The rigid approach considers the wheel and the rail as rigid bodies. The contact is imposed by means of constraint equations and the contact points are detected during the dynamic simulation by solving the nonlinear algebraic differential equations associated to the constrained multibody system. Indentation between the bodies is not permitted and the normal contact forces are calculated through the Lagrange multipliers. Finally the Hertz���s and the Kalker���s theories allow to evaluate the shape of the contact patch and the tangential forces respectively. Also the semi - elastic approach considers the wheel and the rail as rigid bodies. However in this case no kinematic constraints are imposed and the indentation between the bodies is permitted. The contact points are detected by means of approximated procedures (based on look - up tables and simplifying hypotheses on the problem geometry). The normal contact forces are calculated as a function of the indentation while, as in the rigid approach, the Hertz���s and the Kalker���s theories allow to evaluate the shape of the contact patch and the tangential forces. Both the described multibody approaches are computationally very efficient but their generality and accuracy turn out to be often insufficient because the physical hypotheses behind these theories are too restrictive and, in many circumstances, unverified. In order to obtain a complete description of the contact phenomena, local (or differential) contact models are needed. In other words wheel and rail have to be considered elastic bodies governed by the Navier���s equations and the contact has to be described by suitable analytical contact conditions. The contact between elastic bodies has been widely studied in literature both in the general case and in the rolling case. Many procedures based on variational inequalities, FEM techniques and convex optimization have been developed. This kind of approach assures high generality and accuracy but still needs very large computational costs and memory consumption. Due to the high computational load and memory consumption, referring to the current state of the art, the integration between multibody and differential modeling is almost absent in literature especially in the railway field. However this integration is very important because only the differential modeling allows an accurate analysis of the contact problem (in terms of contact forces and torques, position and shape of the contact patch, stresses and displacements) while the multibody modeling is the standard in the study of the railway dynamics. In this thesis some innovative wheel ��� rail contact models developed during the Ph. D. activity will be described. Concerning the global models, two new models belonging to the semi ��� elastic approach will be presented; the models satisfy the following specifics: 1) the models have to be 3D and to consider all the six relative degrees of freedom between wheel and rail 2) the models have to consider generic railway tracks and generic wheel and rail profiles 3) the models have to assure a general and accurate handling of the multiple contact without simplifying hypotheses on the problem geometry; in particular the models have to evaluate the number and the position of the contact points and, for each point, the contact forces and torques 4) the models have to be implementable directly online within the multibody models without look - up tables 5) the models have to assure computation times comparable with those of commercial multibody software (Simpack Rail, Adams Rail) and compatible with RT and HIL applications 6) the models have to be compatible with commercial multibody software (Simpack Rail, Adams Rail). The most innovative aspect of the new global contact models regards the detection of the contact points. In particular both the models aim to reduce the algebraic problem dimension by means of suitable analytical techniques. This kind of reduction allows to obtain an high numerical efficiency that makes possible the online implementation of the new procedure and the achievement of performance comparable with those of commercial multibody software. At the same time the analytical approach assures high accuracy and generality. Concerning the local (or differential) contact models, one new model satisfying the following specifics will be presented: 1) the model has to be 3D and to consider all the six relative degrees of freedom between wheel and rail 2) the model has to consider generic railway tracks and generic wheel and rail profiles 3) the model has to assure a general and accurate handling of the multiple contact without simplifying hypotheses on the problem geometry; in particular the model has to able to calculate both the global contact variables (contact forces and torques) and the local contact variables (position and shape of the contact patch, stresses and displacements) 4) the model has to be implementable directly online within the multibody models 5) the model has to assure high numerical efficiency and a reduced memory consumption in order to achieve a good integration between multibody and differential modeling (the base for the local contact models) 6) the model has to be compatible with commercial multibody software (Simpack Rail, Adams Rail). In this case the most innovative aspects of the new local contact model regard the contact modeling (by means of suitable analytical conditions) and the implementation of the numerical algorithms needed to solve the discrete problem arising from the discretization of the original continuum problem. Moreover, during the development of the local model, the achievement of a good compromise between accuracy and efficiency turned out to be very important to obtain a good integration between multibody and differential modeling. At this point the contact models has been inserted within a 3D multibody model of a railway vehicle to obtain a complete model of the wagon. The railway vehicle chosen as benchmark is the Manchester Wagon the physical and geometrical characteristics of which are easily available in the literature. The model of the whole railway vehicle (multibody model and contact model) has been implemented in the Matlab/Simulink environment. The multibody model has been implemented in SimMechanics, a Matlab toolbox specifically designed for multibody dynamics, while, as regards the contact models, the CS ��� functions have been used; this particular Matlab architecture allows to efficiently connect the Matlab/Simulink and the C/C++ environment. The 3D multibody model of the same vehicle (this time equipped with a standard contact model based on the semi - elastic approach) has been then implemented also in Simpack Rail, a commercial multibody software for railway vehicles widely tested and validated. Finally numerical simulations of the vehicle dynamics have been carried out on many different railway tracks with the aim of evaluating the performances of the whole model. The comparison between the results obtained by the Matlab/ Simulink model and those obtained by the Simpack Rail model has allowed an accurate and reliable validation of the new contact models. In conclusion to this brief introduction to my Ph. D. thesis, we would like to thank Trenitalia and the Regione Toscana for the support provided during all the Ph. D. activity. Moreover we would also like to thank the INTEC GmbH, the society the develops the software Simpack Rail, with which we are currently working together to develop innovative toolboxes specifically designed for the wheel rail contact analysis.

Le scelte di investimento delle aziende agricole e la PAC post-2013: valutazione di scenari mediante un modello real options

Negli ultimi decenni la Politica Agricola Comune (PAC) �� stata sottoposta a diverse revisioni, pi�� o meno programmate, che ne hanno modificato gli obiettivi operativi e gli strumenti per perseguirli. In letteratura economica agraria sono state eseguite diverse ricerche che affrontano analisi ex-ante sui possibili impatti delle riforme politiche, in particolare al disaccoppiamento, riguardo all���allocazione dei terreni alle diverse colture e all���adozione di tecniche di coltivazione pi�� efficienti. Ma tale argomento, nonostante sia di grande importanza, non �� stato finora affrontato come altri temi del mondo agricolo. Le principali lacune si riscontrano infatti nella carenza di analisi ex-ante, di modelli che includano le preferenze e le aspettative degli agricoltori. Questo studio valuta le scelte di investimento in terreno di un���azienda agricola di fronte a possibili scenari PAC post-2013, in condizioni di incertezza circa le specifiche condizioni in cui ciascuno scenario verrebbe a verificarsi. L���obiettivo �� di ottenere indicazioni utili in termini di comprensione delle scelte di investimento dell���agricoltore in presenza di incertezza sul futuro. L���elemento maggiormente innovativo della ricerca consiste nell���applicazione di un approccio real options e nell���interazione tra la presenza di diversi scenari sul futuro del settore agricolo post-2013, e la componente di incertezza che incide e gravita su di essi. La metodologia adottata nel seguente lavoro si basa sulla modellizzazione di un���azienda agricola, in cui viene simulato il comportamento dell���azienda agricola in reazione alle riforme della PAC e alla variazione dei prezzi dei prodotti in presenza di incertezza. Mediante un modello di Real Option viene valutata la scelta della tempistica ottimale per investire nell���acquisto di terreno (caratterizzato da incertezza e irreversibilit��). Dai risultati emerge come in presenza di incertezza all���agricoltore convenga rimandare la decisione a dopo il 2013 e in base alle maggiori informazioni disponibili eseguire l���investimento solo in presenza di condizioni favorevoli. La variazione dei prezzi dei prodotti influenza le scelte pi�� dell���incertezza dei contributi PAC. Il Real Option sembra interpretare meglio il comportamento dell���agricoltore rispetto all���approccio classico del Net Present Value.

Rilevamento e modellazione tridimensionale per oggetti di piccole dimensioni

Oggigiorno�� le�� richieste�� di�� rilievi�� tridimensionali�� e�� di�� rappresentazioni�� 3D�� ad�� alta�� qualit���� i�� sono�� sempre�� pi���� frequenti,�� e�� coinvolgono�� un�� numero�� sempre�� maggiore�� di�� discipline�� e�� ambiti�� applicativi,�� quali�� quello�� industriale,�� medico,�� archeologico,�� forense,�� museale,��ecc.,��con��ulteriori��prospettive��di��allargamento��per��quanto��riguarda��la��natura��ed�� il��numero��delle��realizzazioni.�� Il�� lavoro�� di�� ricerca�� svolto,�� di�� natura�� prevalentemente�� applicata,�� vuole�� andare�� ad�� investigare��un��settore,��quello��degli��oggetti��di��medie,��medio-piccole��e��soprattutto��piccole�� dimensioni,��che,��a��parere��dell���autore,��non������stato��ancora��investigato��a��fondo;di��questo�� d���altra�� parte�� d���� riscontro�� il�� numero�� relativamente�� limitato�� di�� lavori�� presenti�� in�� letteratura��su��questo��tema.�� Sebbene��la��metodologia��di��lavoro��non��sia��concettualmente��diversa��da��quella��che��si�� adotta��comunemente��in��ambito��close��range,��le��problematiche��che��sono��state��incontrate�� nel��corso��dei��diversi��casi��di��studio��analizzati��nel��periodo��di��dottorato��hanno��evidenziato�� la�� necessit���� di�� soluzioni�� tecniche�� e�� metodologiche�� specifiche,�� anche�� in�� funzione�� dei�� requisiti��di��precisione��che��competono��ad��oggetti��di��piccole��dimensioni.�� Nel��corso��degli��anni,��si������visto����un��allargamento��della��base��di��utenti��che��trovano��nel�� prodotto�� 3D�� un�� importante�� strumento�� di�� lavoro;�� si�� pensi�� alla�� cinematografia,�� alla�� computer��grafica,��alle��simulazioni��virtuali��a��partire��da��modelli��3D��realistici,��ecc.��Questo�� trend��sembra,��al��giorno��d���oggi,��non��trovare��ancora��una��battuta��d���arresto.��Considerando��il�� settore�� dei�� Beni�� Culturali,�� per�� esempio,�� si�� tratta�� di�� un�� campo�� di�� applicazione�� delle�� tecniche�� geomatiche�� abbastanza�� ristretto�� e�� sostanzialmente�� nuovo,�� in�� quanto�� le�� problematiche��di��documentazione��e��visualizzazione��di��beni��mobili��ed��immobili��sono��in�� genere��indirizzate��prevalentemente��ad��oggetti��a��scala��di��edificio,��porzione��di��edificio��o�� elementi�� quali�� bassorilievi�� e�� statue,�� comunque�� con�� un�� ordine�� di�� grandezza�� che�� va�� da�� qualche�� metro�� alla�� decina�� di�� metri.�� Qualora,�� come�� detto�� in�� precedenza,�� si�� volesse�� aumentare�� ulteriormente�� la�� scala�� di�� indagine�� e�� di�� rappresentazione,�� devono�� essere�� adottate�� delle�� tecniche�� di�� rilievo�� che�� possano�� fornire�� un'adeguata�� precisione,�� con�� strumenti��e��tecnologie��che��possano��adattarsi��alle��diverse��configurazioni��e��caratteristiche�� geometriche. Nella�� tesi�� viene�� dunque�� affrontata�� la�� problematica�� del�� rilievo�� e�� della�� modellazione�� tridimensionale,�� con�� alto�� livello�� di�� dettaglio,�� di�� oggetti�� di�� dimensioni�� che�� variano�� da�� qualche��decina��a��pochi��centimetri;��una��situazione��di��questo��tipo��pu����aversi��in��svariati�� ambiti,�� che�� vanno�� da�� quello�� industriale�� e�� del�� design�� a�� quello�� biologico�� e�� medico,�� dall���archeologia��ed��alla��musealizzazione��virtuale��alle��indagini��forensi,��ecc.�� Concentrando�� l���analisi�� al�� campo�� dei�� Beni�� Culturali,�� oggi�� oggetto�� di�� importanti�� ricerche�� applicative�� che�� trovano�� impulso�� anche�� dallo�� sviluppo�� delle�� nuove�� tecnologie,�� sono��molto��numerose��e��varie��le��occasioni��in��cui��operare��con��oggetti��di��altissimo��valore��e�� dimensioni��molto��ridotte:��un��esempio��immediato������quello��fornito��dal��rilievo��di��reperti�� archeologici,�� ma�� nell���ambito�� del�� restauro,�� dell���analisi�� dei�� materiali,�� delle�� indagini�� non�� distruttive,��le��potenzialit����sono��di��grandissimo��interesse..�� ��Comunemente,�� fino�� a�� poco�� tempo�� fa,�� e�� soprattutto�� in�� ambito�� museale,�� la�� documentazione�� geometrica�� di�� un�� bene�� culturale�� mobile�� di�� piccole�� dimensioni�� si�� ���� limitata�� ad�� una�� rappresentazione�� fotografica,�� riportante�� magari�� elementi�� metrici�� minimali,�� come�� un�� righello�� posto�� di��fianco�� all���oggetto,�� in�� grado�� di�� fornire�� una�� scala�� di�� lettura.�� Ci���� che�� si�� ���� in�� genere�� tenuto�� in�� scarsa�� considerazione,�� ma�� in�� grado�� invece�� �� di�� dare�� al�� contenuto�� informativo�� quel�� qualcosa�� in�� pi���� rispetto�� alla�� semplice�� fotografia,�� ���� l���adozione�� di�� metodologie�� per�� un�� rilievo�� rigoroso�� e�� metrico,�� metodologie�� che�� possono�� essere��di��grandissimo��interesse��non��solo��a��fini��di��studio��e��divulgazione��dell���oggetto��(si�� pensi��alla��problematica��della��virtualizzazione��della��fruizione��di��beni��museali)��ma��anche�� per�� scopi�� diversi�� quali�� la�� duplicazione�� e�� riproduzione�� di�� copie�� dell���oggetto�� (a�� scala�� identica�� al�� vero�� o�� a�� scala�� diversa).�� Di�� frequente�� infatti�� ci�� si�� trova�� di�� fronte�� a�� problematiche�� legate�� alla�� salvaguardia�� e�� conservazione�� dell���oggetto,�� in�� termini�� di�� accesso�� e�� visione�� da�� parte�� del�� pubblico,�� di�� mantenimento�� in�� particolari�� condizioni�� microclimatiche,��di��difficolt����di��manipolazione��a��fini��di��studio��e��misura,��ecc.���� Nella�� tesi�� sono�� state�� prese�� in�� considerazione�� le�� due�� tecniche�� geomatiche�� che�� si�� prestano�� a�� soddisfare�� nel�� miglior�� modo�� possibile�� i�� requisiti�� di�� correttezza�� metrica�� e�� radiometrica��che��un��rilievo��ad��elevata��precisione��richiede.��Tali��tecniche,��rappresentate�� dalla��fotogrammetria��digitale��con��ottiche��Macro��e��dal��laser��a��scansione,��in��particolare��del�� tipo��a��triangolazione,��sono��state��sperimentate��sul��campo��,��in��modo��da��poter��valutarne��le�� potenzialit��,�� non�� solo�� alla�� luce�� dei�� risultati�� finali�� ottenuti,�� ma�� anche�� considerando�� i�� problemi��al��contorno��che��esse��comportano.���� Nel�� corso�� di�� numerose�� sperimentazioni�� in�� laboratorio�� e�� sul�� campo�� sono�� stati�� analizzati��problemi��quali��la��calibrazione��di��obiettivi��macro��e��la��realizzazione��di��reticoli���� speciali��atti��allo��scopo,��la��qualit����dei��DSM��di��origine��laser��e��fotogrammetrica,��l���estrazione�� di�� caratteristiche�� morfologiche��di�� microrilievo,�� le�� conseguenze�� della�� compressione�� dei�� dati�� immagine,�� la�� calibrazione�� radiometrica�� ed�� il�� filtraggio�� delle�� immagini�� digitali,�� l���allineamento��di��nuvole��di��punti��con��algoritmi��ICP.��

Bioetica femminista ed etica della cura: un approccio alle questioni di fine vita

Scopo di tale lavoro �� indagare la valenza dell'etica femminista e dell'etica della cura all'interno del campo della bioetica, in particolar modo rispetto ai dilemmi morali attinenti alle questioni di fine vita. Nell'intento di far emergere l'importanza dell'approccio femminista alla bioetica, ci occuperemo inizialmente dell'analisi dell'etica femminista, individuando i tratti caratteristici e le peculiarit�� proprie di tale pensiero. Secondariamente illustreremo la nascita dell'etica della cura e tratteremo delle differenti correnti che la costituiscono, al fine di mettere in evidenza le caratteristiche principali ascrivibili al pensiero della cura di tipo femminista. Dopo aver preso in considerazione l'etica femminista e l'etica della cura, esamineremo in che termini il concetto di autonomia possa essere interpretato dalla riflessione femminista nel suo complesso, cominciando a riflettere intorno al ruolo che l'etica della cura e l'etica femminista possono avere all'interno del campo della bioetica. In tal senso, prenderemo in esame le caratteristiche e gli obiettivi della bioetica femminista, soffermandoci ad indagare l'apporto che l'approccio femminista pu�� fornire alla discussione intorno alle questioni di fine vita. Al riguardo, esamineremo in che modo l'etica femminista e l'etica della cura possano espandere il discorso bioetico intorno al fine vita, vagliando i timori e le preoccupazioni espresse dalla riflessione femminista e considerando i nuovi scenari e le nuove prospettive tracciate dall'etica della cura.

Scenari finanziari e portafogli ottimi: modelli di previsione e strategie per l'asset allocation tattica

Le scelte di asset allocation costituiscono un problema ricorrente per ogni investitore. Quest���ultimo �� continuamente impegnato a combinare diverse asset class per giungere ad un investimento coerente con le proprie preferenze. L���esigenza di supportare gli asset manager nello svolgimento delle proprie mansioni ha alimentato nel tempo una vasta letteratura che ha proposto numerose strategie e modelli di portfolio construction. Questa tesi tenta di fornire una rassegna di alcuni modelli innovativi di previsione e di alcune strategie nell���ambito dell���asset allocation tattica, per poi valutarne i risvolti pratici. In primis verificheremo la sussistenza di eventuali relazioni tra la dinamica di alcune variabili macroeconomiche ed i mercati finanziari. Lo scopo �� quello di individuare un modello econometrico capace di orientare le strategie dei gestori nella costruzione dei propri portafogli di investimento. L���analisi prende in considerazione il mercato americano, durante un periodo caratterizzato da rapide trasformazioni economiche e da un���elevata volatilit�� dei prezzi azionari. In secondo luogo verr�� esaminata la validit�� delle strategie di trading momentum e contrarian nei mercati futures, in particolare quelli dell���Eurozona, che ben si prestano all���implementazione delle stesse, grazie all���assenza di vincoli sulle operazioni di shorting ed ai ridotti costi di transazione. Dall���indagine emerge che entrambe le anomalie si presentano con carattere di stabilit��. I rendimenti anomali permangono anche qualora vengano utilizzati i tradizionali modelli di asset pricing, quali il CAPM, il modello di Fama e French e quello di Carhart. Infine, utilizzando l���approccio EGARCH-M, verranno formulate previsioni sulla volatilit�� dei rendimenti dei titoli appartenenti al Dow Jones. Quest���ultime saranno poi utilizzate come input per determinare le views da inserire nel modello di Black e Litterman. I risultati ottenuti, evidenziano, per diversi valori dello scalare tau, extra rendimenti medi del new combined vector superiori al vettore degli extra rendimenti di equilibrio di mercato, seppur con livelli pi�� elevati di rischio.

Sviluppo di una metodologia per la modellazione geologica-geomeccanica ed il monitoraggio di reservoir adibiti a siti di stoccaggio di gas naturale

La valutazione dei rischi associati all���operativit�� dei sistemi di stoccaggio, quali la sismicit�� indotta e la subsidenza, �� requisito basilare per una loro corretta gestione e progettazione, e passa attraverso la definizione dell���influenza sullo stato tensionale delle variazioni di pressione di poro nel sottosuolo. Principale scopo di questo progetto �� lo sviluppo di una metodologia in grado di quantificare le deformazioni dei reservoir in funzione della pressione di poro, di tarare i modelli utilizzati con casi studio che presentino dati di monitoraggio reali, tali da consentire un confronto con le previsioni di modello. In questa tesi, la teoria delle inomogeneit�� �� stata utilizzata, tramite un approccio semianalitico, per definire le variazioni dei campi elastici derivanti dalle operazioni di prelievo e immissione di fluidi in serbatoi geologici. Estensione, forma e magnitudo delle variazioni di stress indotte sono state valutate tramite il concetto di variazione dello sforzo critico secondo il criterio di rottura di Coulomb, tramite un���analisi numerica agli elementi finiti. La metodologia sviluppata �� stata applicata e tarata su due reservoir sfruttati e riconvertiti a sistemi di stoccaggio che presentano dataset, geologia, petrofisica, e condizioni operative differenti. Sono state calcolate le variazioni dei campi elastici e la subsidenza; �� stata mappata la variazione di sforzo critico di Coulomb per entrambi i casi. I risultati ottenuti mostrano buon accordo con le osservazioni dei monitoraggi, suggerendo la bont�� della metodologia e indicando la scarsa probabilit�� di sismicit�� indotta. Questo progetto ha consentito la creazione di una piattaforma metodologica di rapido ed efficace utilizzo, per stimare l���influenza dei sistemi di stoccaggio di gas sullo stato tensionale della crosta terrestre; in fase di stoccaggio, permette di monitorare le deformazioni e gli sforzi indotti; in fase di progettazione, consente di valutare le strategie operative per monitorare e mitigare i rischi geologici associati a questi sistemi.

Modellazione Tridimensionale del Processo di Combustione di un Razzo a Propellente Solido

La regolazione dei sistemi di propulsione a razzo a propellente solido (Solid Rocket Motors) ha da sempre rappresentato una delle principali problematiche legate a questa tipologia di motori. L���assenza di un qualsiasi genere di controllo diretto del processo di combustione del grano solido, fa si che la previsione della balistica interna rappresenti da sempre il principale strumento utilizzato sia per definire in fase di progetto la configurazione ottimale del motore, sia per analizzare le eventuali anomalie riscontrate in ambito sperimentale. Variazioni locali nella struttura del propellente, difettosit�� interne o eterogeneit�� nelle condizioni di camera posso dare origine ad alterazioni del rateo locale di combustione del propellente e conseguentemente a profili di pressione e di spinta sperimentali differenti da quelli previsti per via teorica. Molti dei codici attualmente in uso offrono un approccio piuttosto semplificato al problema, facendo per lo pi�� ricorso a fattori correttivi (fattori HUMP) semi-empirici, senza tuttavia andare a ricostruire in maniera pi�� realistica le eterogeneit�� di prestazione del propellente. Questo lavoro di tesi vuole dunque proporre un nuovo approccio alla previsione numerica delle prestazioni dei sistemi a propellente solido, attraverso la realizzazione di un nuovo codice di simulazione, denominato ROBOOST (ROcket BOOst Simulation Tool). Richiamando concetti e techiche proprie della Computer Grafica, questo nuovo codice �� in grado di ricostruire in processo di regressione superficiale del grano in maniera puntuale, attraverso l���utilizzo di una mesh triangolare mobile. Variazioni locali del rateo di combustione posso quindi essere facilmente riprodotte ed il calcolo della balistica interna avviene mediante l���accoppiamento di un modello 0D non-stazionario e di uno 1D quasi-stazionario. L���attivit�� �� stata svolta in collaborazione con l���azienda Avio Space Division e il nuovo codice �� stato implementato con successo sul motore Zefiro 9.

Nuovi dati sulla sinagoga di bova marina nel contesto dell'archeologia ebraica della calabria tardo antica

L���obiettivo del lavoro di ricerca consiste nell���analisi dei dati archeologici della sinagoga di Bova marina (RC). Dopo una veloce descrizione della presenza ebraica in Italia, attraverso i reperti archeologici, si �� passati ad analizzare i dati degli scavi degli anni ���80 del Novecento e successivamente si �� proceduto a delle nuove analisi stratigrafiche per definire la cronologia della sinagoga e dell���intero sito di S. Pasquale. Nella tesi sono riportati i nuovi dati inerenti il rilievo della sinagoga, le nuove ipotesi interpretative delle due aree sepolcrali e la lettura di un nuovo edificio collegabile alla stessa fase di vita della sinagoga.