Action-based dynamical models of the Fornax dwarf spheroidal galaxy

Il lavoro presentato in questa Tesi si basa sul calcolo di modelli dinamici per Galassie Sferoidali Nane studiando il problema mediante l'utilizzo di funzioni di distribuzione. Si è trattato un tipo di funzioni di distribuzione, "Action-Based distribution functions", le quali sono funzioni delle sole variabili azione. Fornax è stata descritta con un'appropriata funzione di distribuzione e il problema della costruzione di modelli dinamici è stato affrontato assumendo sia un alone di materia oscura con distribuzione di densità costante nelle regioni interne sia un alone con cuspide. Per semplicità è stata assunta simmetria sferica e non è stato calcolato esplicitamente il potenziale gravitazionale della componente stellare (le stelle sono traccianti in un potenziale gravitazionale fissato). Tramite un diretto confronto con alcune osservabili, quali il profilo di densità stellare proiettata e il profilo di dispersione di velocità lungo la linea di vista, sono stati trovati alcuni modelli rappresentativi della dinamica di Fornax. Modelli calcolati tramite funzioni di distribuzione basati su azioni permettono di determinare in maniera autoconsistente profili di anisotropia. Tutti i modelli calcolati sono caratterizzati dal possedere un profilo di anisotropia con forte anisotropia tangenziale. Sono state poi comparate le stime di materia oscura di questi modelli con i più comuni e usati stimatori di massa in letteratura. E stato inoltre stimato il rapporto tra la massa totale del sistema (componente stellare e materia oscura) e la componente stellare di Fornax, entro 1600 pc ed entro i 3 kpc. Come esplorazione preliminare, in questo lavoro abbiamo anche presentato anche alcuni esempi di modelli sferici a due componenti in cui il campo gravitazionale è determinato dall'autogravità delle stelle e da un potenziale esterno che rappresenta l'alone di materia oscura.

Models for the assessment of resilience in water distribution networks

The following thesis work focuses on the use and implementation of advanced models for measuring the resilience of water distribution networks. In particular, the functions implemented in GRA Tool, a software developed by the University of Exeter (UK), and the functions of the Toolkit of Epanet 2.2 were investigated. The study of the resilience and failure, obtained through GRA Tool and the development of the methodology based on the combined use of EPANET 2.2 and MATLAB software, was tested in a first phase, on a small-sized literature water distribution network, so that the variability of the results could be perceived more clearly and with greater immediacy, and then, on a more complex network, that of Modena. In the specific, it has been decided to go to recreate a mode of failure deferred in time, one proposed by the software GRA Tool, that is failure to the pipes, to make a comparison between the two methodologies. The analysis of hydraulic efficiency was conducted using a synthetic and global network performance index, i.e., Resilience index, introduced by Todini in the years 2000-2016. In fact, this index, being one of the parameters with which to evaluate the overall state of "hydraulic well-being" of a network, has the advantage of being able to act as a criterion for selecting any improvements to be made on the network itself. Furthermore, during these analyzes, was shown the analytical development undergone over time by the formula of the Resilience Index. The final intent of this thesis work was to understand by what means to improve the resilience of the system in question, as the introduction of the scenario linked to the rupture of the pipelines was designed to be able to identify the most problematic branches, i.e., those that in the event of a failure it would entail greater damage to the network, including lowering the Resilience Index.