Analisi e confronto di strutture di accelerazione spaziale per il Raytracing

Il Raytracing è una delle tecniche più utilizzate per generare immagini fotorealistiche. Introdotto nel mondo del rendering da più di 40 anni, col tempo si è evoluto, e ad oggi è considerato la tecnica standard in industrie come VFX e film d'animazione. Il problema del Raytracing risiede nel fatto che per essere applicato, bisogna effettuare dei test d'intersezione, raggio-primitiva, con tutti gli oggetti presenti nella scena da renderizzare. Sebbene queste operazioni siano tutto sommato semplici, tipicamente il numero degli oggetti su cui vanno effettuate è talmente elevato che l'applicazione di questa tecnica diventa impraticabile. Per questo si è pensato di raggruppare le primitive in speciali strutture dati chiamate Strutture di accelerazione spaziale. Esse hanno il compito di ridurre il numero di test da effettuare, abbassando il costo asintotico della ricerca da lineare a sub-lineare (o logaritmico) nel numero di primitive. Nel corso degli anni sono state introdotte diverse strutture di accelerazione spaziale per il Raytracing, ognuna con le sue peculiarità, i suoi vantaggi ed i suoi svantaggi. In questa tesi verranno studiate alcune delle principali strutture di accelerazione spaziale (BVH, Uniform Grid ed Octree), concentrandosi in particolare sulle tecniche di costruzione ed attraversamento di ognuna di esse. Per farlo, verrà anche trattato tutto il background necessario sul Raytracing e Le strutture di accelerazione verranno anche implementate e messe a confronto su diverse scene. Il confronto permetterà di evidenziare come ognuna di esse porti dei vantaggi, e che non esiste una struttura di accelerazione assolutamente migliore delle altre.

Modellazione assistita di curve di probabilità (POD) per il rilevamento di difetti strutturali mediante fibre ottiche

I sensori a fibre ottiche rappresentano una delle tecnologie più promettenti per il monitoraggio di varie strutture ingegneristiche. Tali sensori, dopo che sono stati incollati su differenti tipologie di strutture grazie a un dispositivo optoelettronico, restituiscono il profilo di deformazione del materiale ospite. Tuttavia, risulta piuttosto complicato ottenere queste curve, in quanto sono necessari numerosi provini che richiedono spese onerose e molto tempo per i singoli esperimenti. In più, si deve tenere in considerazione che i provini non sono mai completamente identici e che l’operatore può commettere errori. In questo studio si genera un programma attraverso cui si simulano diversi andamenti di deformazione, cercando di riprodurre al meglio i vari casi sperimentali. Infine, utilizzando un codice già esistente, si ricavano le curve di probabilità di rilevamento del danno in funzione della lunghezza di cricca. Una volta creato il codice, si modificano alcuni parametri, in particolare si alterano lo shear lag e alcune caratteristiche meccaniche della fibra ottica, ovvero il raggio e il modulo di Young, per vedere l’influenza che hanno sulle curve di probabilità. I risultati hanno dimostrato che lo shear lag della fibra ottica deve essere il più possibile alto e di conseguenza il raggio e il modulo di Young della fibra devono essere bassi, in quanto quest’ultimi si trovano a denominatore della formula usata per calcolare lo shear lag.

Raffinamento della posizione ottenuta da un GPS tramite misure di fase

Questa tesi elabora un sistema di filtraggio delle pseudodistanze calcolate da un ricevitore GPS, al fine di ottenere un miglior posizionamento. Infatti, dopo aver analizzato e quindi filtrato i dati in ingresso tramite l’impiego delle misure di fase, si può ottenere una precisione nell’ordine dei centimetri. La tecnica di filtraggio prende il nome di carrier-smoothing e permette di selezionare le misure di pseudorange mediante le misure di ADR (Accumulated Delta Range) grazie all’applicazione di una struttura a filtro complementare. Per svolgere questo tipo di lavoro, non è stato necessario l’utilizzo di un ricevitore GPS fisico, ma è stato realizzato, nell’ambiente Matlab/Simulink, un simulatore GNSS (Global Navigation Satellite System) che sostanzialmente emula quello che farebbe un ricevitore.

Caratterizzazione sperimentale a fatica di provini in AlSi10Mg prodotti tramite Additive Manufacturing

L’Additive Manufacturing è una tecnologia che ormai da qualche anno sta diventando sempre piu’ utilizzata in numerosi ambiti, tra cui l’automotive. In questo settore sono molte le aziende che stanno sperimentando e cercando di inglobare tale processo al loro interno. Tra queste l’Università di Bologna, dove un team studentesco motociclistico si occupa della creazione di un prototipo di moto elettrica da competizione. Nell'intento di utilizzare tale tecnologia, sono numerose le informazioni necessarie per la corretta progettazione. Infatti, le caratteristiche dei materiali che vengono usati principalmente non sono ancora del tutto chiare e presentano alcuni aspetti poco investigati. Per questo motivo, in tale progetto si è deciso di caratterizzare a fatica provini realizzati in AlSi10Mg che presentassero una particolare geometria, per indagare anche l’influenza dello spessore. Sono quindi stati realizzati i campioni, anche con alcuni trattamenti di post-processo e sono poi stati osservati i risultati a fatica e alcune caratteristiche, tra cui: porosità, densità e struttura dei bagni di fusione. Tali valori riscontrati sono poi stati confrontati con quelli ottenuti in altri studi, cercando di comprendere differenze e motivazioni dei fenomeni osservati.

Analisi di un giunto in ambito industriale

Nella tesi è stata effettuata un'analisi di un giunto strutturale, ponendo particolare attenzione ad alcuni aspetti teorici riguardanti i bulloni, la saldatura MIG/MAG e gli estensimetri. Si è, poi, passati alla struttura vera e propria, illustrando il giunto fornito dall'azienda Cepi, con i relativi calcoli.

Rilevamento geologico della zona del Passo Rolle (TN) con elementi di geomeccanica

Nel lavoro vengono presentati i risultati del rilevamento geologico svolto nell'area di San Martino di Castrozza, nel mese di giugno 2022, durante il campo geologico. L'approfondimento tematico verte sull'analisi di stabilità di versante nel Monte Castellazzo. Gli studi sono stati accompagnati dal rilevamento geomeccanico che ha permesso di determinare i parametri necessari alla caratterizzazione dell'ammasso e alle verifiche cinematiche, e mediante un softwere di plottare i dati in degli stereoneit per definire gli eventi di instabilità associati ad ogni settore del Monte Castellazzo.

Progetto preliminare e modellazione CAD di UAV ad ala rotante per impieghi agricoli

In questa tesi viene descritto uno studio preliminare su un velivolo ad ala rotante UAV (Unmanned Aerial Veichle) per supportare l'agricoltura di precisione. E' stato implementato in ambiente Matlab un semplice modello matematico per stimare la trazione del rotore principale in un elicottero. Successivamente, è stata presa in considerazone una meccanica commerciale per modellismo che potrebbe essere adottata per sveltire i tempi di sviluppo di questo UAV: la Graupner UNI-Mechanics 2000. E' stato, quindi, modellato al CAD un prototipo di struttura da realizzare tramite tecniche di Additive Manufacturing: questa parte è stata concepita per essere collegata alla meccanica dell'elicottero e può ospitare due taniche contenenti le sostanze da irrorare sulle colture. A livello di sviluppo futuro, si propone di applicare tecniche di ottimizzazione topologica alla struttura di collegamento per ottenere uno sfruttamento ottimale del materiale e ridurre le masse di questo componente.

Simulazione numerica di sensori in fibra ottica distribuiti per rilevamento del danno in materiali compositi

Le fibre ottiche sono materiali costituiti al loro interno da fibre di vetro o filamenti polimerici. Esse attualmente trovano grande impiego nel campo della telecomunicazione, ma è assai importante lo sviluppo che stanno ottenendo nel campo del monitoraggio strutturale. L’obiettivo del lavoro descritto in questo elaborato finale è di riuscire a sviluppare un programma in grado di computare una simulazione analitico-parametrica riguardante i segnali restituiti da un sensore in fibra ottica. In particolare, sono stati creati due codici (Codice 1 e Codice 2) per sostenere un Codice Esistente. Quest’ultimo prende in input dei dati sperimentali che, invece di essere ottenuti da prove in laboratorio, sono prodotti in uscita dal Codice 1, il quale simula prove a fatica o statiche in provini di diverso materiale. Attraverso l’analisi di questi dati, il codice finale crea delle curve probabilistiche in grado di asserire con quanta probabilità e con quale confidenza è possibile valutare i risultati esplicitati dallo strumento di rilevazione, che in questo caso è un sensore in fibra ottica. D’altra parte, il Codice 2 analizza le conseguenze nella Probability of Detection e confidenza al variare dei parametri maggiormente influenti nel modello.

Analisi degli effetti di impatti su componenti in materiali compositi avanzati

L’idea alla base di questo elaborato finale nasce principalmente dall’interesse verso lo stato dell’arte attuale per quanto riguarda l’utilizzo di materiali compositi in ambito aerospaziale. La grande potenzialità di questi materiali è oggigiorno ancora contrastata da forti limitazioni, come il costo elevato oppure il comportamento particolare della struttura interna. Quest’ultimo aspetto rappresenta, a livello macroscopico, la problematica cardine del presente studio: il comportamento meccanico di questi materiali a seguito di un impatto, con un focus particolare sugli effetti, all’apparenza trascurabili, di impatti a bassa energia. Si è scelto in particolare di analizzare gli sviluppi raggiunti dalla ricerca nei giunti incollati a giro singolo, una tipologia di giunzione caratterizzata da due componenti aderenti ed una sostanza adesiva a costituire la giunzione stessa. Il materiale composito più utilizzato per questo tipo di strutture è il Carbon Fiber Reinforced Polymer o CFRP. Il fulcro di questa tesi è sostanzialmente un’analisi di una serie di studi recenti sugli effetti di impatti in un giunto incollato in composito, valutato sia in maniera statica che ciclica; vengono inoltre descritti gli effetti di fattori ambientali come la temperatura e l’umidità, e riportate proposte presenti e future degli autori, come la ricerca di configurazioni alternative per il giunto oppure una serie di modifiche alle superfici, al fine di migliorare le prestazioni di questi componenti con soluzioni ottimizzate ed efficaci. In conclusione, si sintetizzano i risultati raggiunti da questi studi sperimentali, con l’intenzione di evidenziarne il progresso piuttosto che le limitazioni comparse e di contribuire alla transizione completa verso l’utilizzo dei materiali compositi, che acquisiranno sempre maggiore importanza nell’ingegneria dei materiali.

Progetto preliminare di una camera a vuoto per il test di propulsori al plasma

L'obiettivo della seguente tesi è realizzare il progetto preliminare di una camera a vuoto adatta al test di propulsori elettrici in generale. Di seguito, vengono analizzati i principali vantaggi e svantaggi delle tecnologie maggiormente utilizzate nei sistemi per l'alto vuoto, i criteri per la scelta del tipo di architettura di pompaggio più adatta e per il dimensionamento delle pompe. La ricerca di alcuni test, presenti in letteratura, permette di avere parametri di riferimento in base al tipo e alla potenza dei thruster utilizzati. Tramite l'analisi strutturale di una camera sottoposta a pressione esterna è possibile ricavare dimensioni e spessore delle pareti; viene, poi, realizzato un disegno CAD della camera e verificato il dimensionamento strutturale, simulando il carico di pressione esterna, tramite un'analisi FEM-FEA utilizzando il software Solidworks. Infine, vengono elencate le caratteristiche finali della camera a vuoto e, tramite lo studio di modelli matematici che permettono di studiare e quantificare i principali fattori di perdita (outgassing, infiltrazione, throughput del thruster ecc.), si ricava la curva della pressione rispetto al tempo del sistema completo.

Studio e caratterizzazione di sensori Silicon PhotoMultiplier (SiPM) per applicazioni di timing nell'esperimento ALICE 3

Lo studio che verrà presentato in questo lavoro di tesi riguarda la caratterizzazione di Silicon PhotoMultiplier (SiPM): essi sono sensori a semiconduttore che sono stati proposti per la realizzazione del layer Time-Of-Flight (TOF) del nuovo esperimento proposto ad LHC, ALICE 3. Sono stati testati sensori diversi, sia in termini di casa di fabbricazione (FBK o HPK), sia in termini di struttura; in particolare, i modelli a disposizione di produzione FBK sono singoli SPAD, singoli SiPM e mini-array di SiPM, mentre i modelli HPK sono tutti singoli SiPM. La caratterizzazione è avvenuta mediante misure di corrente e capacità del sensore al variare della tensione (curve IV e curve CV); l'obiettivo primario è studiare e confrontare tali andamenti, in modo da poter selezionare i sensori con caratteristiche simili per la costruzione del layer del TOF. Si è osservato che sensori della stessa casa produttrice e con la stessa struttura interna esibiscono comportamenti quasi sovrapponibili, dimostrando in generale una ottima uniformità.

Architettura e infrastruttura. Ricucire il tessuto urbano di Porta Pisciotto a Enna.

Nel cuore della Sicilia, a mille metri d’altezza, svetta, la città di Enna. Dalla storia millenaria, questa roccaforte naturale, ha dato protezione alle differenti dominazioni che si sono susseguite. In questa cittadina, dalla delicata armonia, si è attivato un processo di modernizzazione iniziato con il regime fascista, quando divenne da comune a provincia. Uno sviluppo controllato, anche se con relazioni urbane non proporzionate alla città, a completamento dell’acrocoro del monte. Con il dopoguerra, questa questa crescita futto della speculazione edilizia, che ha portato alla costruzione di grandi e alti edifici residenziali, andando a sgretolare la delicata bellezza della città, che piano piano è stata soppiantata da quella contemporanea. Negli anni ‘70, per un adeguamento funzionale della viabilità, è stato costruito un viadotto, nello storico accesso alla città: questo ha generato una ferita in essa, negando alla città tutto lo spazio al di sotto. La sfida progettuale è stata quindi, da una parte, quella di ridare un volto, un’aspetto urbano a questa parte di città che adesso vuol sembrare uno svincolo autostradale, dall’altra, quella di riappropriarsi dello spazio pubblico. L’intervento trasforma l’infrastruttura, in un’architettura generata dalla città e dalle sue giaciture, frammentando e delimitando lo spazio sotto il ponte, che si configura come una sequenza di spazi concatenati da un percorso. Osservando il viadotto come una struttura incompleta fatta di solo scheletro di pilastri e copertura, il progetto ne costituisce il tamponamento composto dai servizi: l’intervento rafforza e aumenta le funzioni di collegamento pedonale, connettendo le parti di città che in quest’area si trovano a quote differenti, portando il visitatore verso il centro storico.

Qualita della carne bovina in funzione del tipo di muscolo e dell'eta alla macellazione

Per determinare la qualità della carne bovina è fondamentale studiare le sue caratteristiche fisiche. La carne è caratterizzata da un’elevata eterogeneità a causa di fattori endogeni (la razza, il sesso, il tipo di muscolo, l’età alla macellazione), fattori pre-macellazione (il trasporto, lo scarico, la sosta al macello possono determinare fattori di stress per l’animale) e post-macellazione (la frollatura, lo stoccaggio delle carcasse, la preparazione finale della carne). Lo scopo di questo elaborato è quello di esaminare i parametri qualitativi (la tessitura e la tenerezza, il colore, la ritenzione idrica e la succulenza) della carne in relazione a due fattori intrinseci del bovino, in particolare al tipo di fibra muscolare e all’età di macellazione. A tale scopo sono stati utilizzati come riferimento due studi. Il primo riguarda la valutazione qualitativa di tre muscoli – Triceps brachii, Longissimus thoracis, Semitendinosus – appartenenti a vitelloni di razza Chianina macellati ad un’età di 18-19 mesi. Il Longissimus ha mostrato maggiore estratto etereo, quindi minori valori di sforzo di taglio e maggiore tenerezza; il Semitendinoso ha un indice di Luminosità (L*) elevata, quindi la carne è più chiara, ma più dura e con minore capacità di ritenzione idrica. La carne derivata dal Tricipite brachiale aveva i più bassi valori di L* e quindi la più scura. Il secondo studio condotto in Turchia ha permesso di confrontare le caratteristiche qualitative di carni di bovini, macellati ad età differenti, tra i 17 e i 19 mesi e tra i 25 e i 27 mesi. I risultati discussi rappresentano una media dei valori di due muscoli. Le carni di bovini giovani tendono a perdere più liquidi di sgocciolamento e anche di cottura in quanto sono generalmente più acquose e meno grasse. Anche lo sforzo di taglio risulta maggiore in relazione al minore stato di ingrassamento della carcassa.

Fra cielo e terra: l'applicazione del metodo biodinamico nella vinificazione attraverso l'esperienza di una azienda vitivinicola nel riminese

La tesi ha lo scopo di illustrare come sia possibile l’applicazione del metodo biodinamico prendendo come caso studio Tenuta Mara, un’azienda situata nelle colline riminesi. Dapprima viene analizzato il pensiero di Rudolf Steiner, ideatore della teoria che, attraverso le otto conferenze tenute nel 1924 a Koberwitz, rende noti i risultati delle sue ricerche sperimentali avviate nel 1922, derivate da una visione del mondo dove le forze cosmiche, i pianeti e le costellazioni creano un equilibrio tra loro, dove l’uomo si integra pienamente rispettando i voleri della terra. Viene anche affrontata una parte relativa al quadro normativo, facendo un excursus dal marchio Demeter del 1927, al primo Regolamento CEE 2092/ 91 relativo al biologico, fino alla recente legge n. 23 del 9 Marzo 2022 in Italia. Si passa così da una prima parte teorica alla seconda, dove questa viene messa in pratica. Tenuta Mara ha fatto dell’attenzione verso la sostenibilità, riguardante i materiali ecologici utilizzati nella struttura, del risparmio energetico su tutto il processo produttivo e della gestione delle acque consapevoli i propri punti cardine. Le pratiche della viticoltura biodinamica si fondono con la passione per il vino, per l’arte e la musica, con la decisione di ridurre al minimo l’intervento dell’uomo durante tutto il processo enologico, dando alla natura il potere di sceglierne il percorso. Attraverso il supporto dell’enologo viene compreso appieno lo spirito della Tenuta, ponendo particolare attenzione sul processo di vinificazione in bianco per la produzione del Maramato, un vino color del rame, derivato dalle uve di Sangiovese.

Ruolo dell'attività di arrampicata nel percorso abilitativo del bambino affetto da Paralisi Cerebrale Infantile: Scoping Review

Background: La paralisi cerebrale infantile (PCI) è una frequente causa di disabilità nei bambini e nei giovani adulti. Consiste in un gruppo di disturbi neurologici permanenti che causano primariamente limitazioni e disfunzioni nello sviluppo motorio; a tali disturbi possono associarsi problematiche sensoriali e cognitive. Una specifica Arrampicata sportiva, mediante una parete adattiva, può essere un’interessante attività terapeutica da associare al tradizionale programma abilitativo per i bambini con PCI. Obiettivo: L’obiettivo di questa Scoping Review è quello di andare a studiare, approfondire e sintetizzare le evidenze della ricerca rispetto al ruolo della parete di arrampicata come attività aggiuntiva e di sostegno all’interno del progetto abilitativo dei bambini affetti da paralisi cerebrale infantile. Metodi: La ricerca sistematica e bibliografica è stata realizzata mediante la consultazione di banche dati, riviste di giornali e grey literature. È stata effettuata un’analisi degli articoli pertinenti rispetto al quesito clinico di partenza: “Cosa ci dice la Letteratura esistente in merito al ruolo dell’attività di Arrampicata nel percorso abilitativo del bambino affetto da Paralisi Cerebrale Infantile?”. Risultati: Dalla selezione sono stati inclusi 8 articoli, eterogenei tra loro rispetto alla tipologia di studio. Il processo di selezioni delle fonti di evidenza è stato riepilogato tramite un diagramma di flusso. I contenuti di ogni articolo sono stati schematizzati in una tabella sinottica e in seguito sintetizzati per ciascuno obiettivo dello studio, partecipanti, intervento e risultati. Conclusioni: I risultati mostrano come nei bambini con PCI un’adattata attività di arrampicata, inserita in un programma fisioterapico, sia uno strumento terapeutico aggiuntivo nel determinare un miglioramento della mobilità e del controllo motorio, principalmente di arti superiori, in funzione di un maggior sviluppo delle abilità nelle ADL.