Analisi della risposta dinamica di opere di protezione dalla caduta massi nella provincia autonoma di Bolzano

Nel contesto della progettazione di interventi di difesa da frane di crollo, la tesi è rivolta allo studio del comportamento di opere di protezione dalla caduta massi, con particolare riguardo alle barriere paramassi, strutture metalliche progettate per arrestare blocchi in caduta lungo un versante. Specificamente, il comportamento altamente non lineare di queste strutture è stato osservato mediante modellazione numerica agli elementi finiti con codice di calcolo STRAUS 7 v.2.3.3. La formulazione dei modelli è stata sviluppata a partire dai dati contenuti nel Catasto delle opere di protezione (VISO), recentemente messo a punto dalla Provincia Autonoma di Bolzano, nel contesto di una più ampia procedura di analisi della pericolosità di versante in presenza di opere di protezione, finalizzata ad una appropriata gestione del rischio indotto da frane di crollo. Sono stati messi a punto una serie di modelli agli elementi finiti di alcune tra le tipologie più ricorrenti di barriere paramassi a limitata deformabilità. Questi modelli, sottoposti ad una serie di analisi dinamiche e non-lineari, intese a simulare l’impatto di blocchi aventi massa e velocità nota, hanno permesso di osservare la risposta complessiva di queste strutture in regime dinamico identificando i meccanismi di rottura a partire dall’osservazione della formazione di cerniere plastiche, monitorando contestualmente grandezze rilevanti quali gli spostamenti e le forze mobilitate in fondazione. Questi dati, opportunamente interpretati, possono fornire i parametri necessari all’implementazione di più ampie procedure di analisi del rischio indotto da movimenti frane di crollo.

Metamorfosi di una fabbrica: Indoor environmental quality nella riqualificazione di un settore delle ex officine reggiane

La nostra tesi propone un progetto di riqualificazione funzionale ed energetica di una porzione dell’area dismessa delle Ex Officine Reggiane a Reggio Emilia che comprende uno spazio scoperto di circa 42.500 m2 e un fabbricato, nel quale proponiamo di realizzare il museo delle officine, spazi per esposizioni temporanee e il nuovo polo archivistico di Reggio Emilia. Le Officine Meccaniche Reggiane sono state un polo industriale di particolare rilevanza a livello nazionale ed internazionale, diventando negli anni ’40 la quarta potenza industriale italiana dopo Fiat,Ansaldo e Breda. Dismesse dal 2009, si presentano oggi come un’area abbandonata di ben 260.000 m2 nella quale convivono la memoria e la speranza futura di rilancio della città di Reggio Emilia nel panorama europeo. Sulle tracce dei progetti già messi in atto dall’Amministrazione comunale, abbiamo fornito una proposta progettuale che consideri le vocazioni funzionali dell’area e le strategie energetiche possibili per rendere il progetto sostenibile sia dal punto di vista ambientale che dal punto di vista economico. Il lavoro è partito dalla definizione di un quadro conoscitivo dell’area attraverso una prima fase di analisi a livello territoriale e microclimatico servendosi per queste ultime del software di simulazione in regime dinamico ENVI-met. Questa prima fase si è conclusa con l’elaborazione di un masterplan, in seguito al quale ci siamo soffermate sul progetto di riqualificazione del capannone 15 e del grande spazio vuoto antistante ad esso. L’intervento sul costruito si può riassumere in tre parole chiave: conservare, aggiornare, integrare. Abbiamo scelto infatti di mantenere la robusta e ritmata struttura in acciaio, ripensare l’involucro edilizio in termini di una maggiore efficienza energetica e confinare i locali climatizzati in volumi autoportanti, garantendo, nell’atrio, condizioni di comfort termico accettabili unicamente attraverso strategie energetiche passive. Per verificare l’effettiva opportunità della soluzione ipotizzata ci siamo servite del software di simulazione fluidodinamica IES VE, il quale, attraverso la simulazione oraria del cambiamento dei parametri ambientali più rilevanti e degli indicatori di benessere (PMV, Comfort index, PPD..), ha confermato le nostre aspettative verificando che non è necessario intervenire con l’introduzione di sistemi di climatizzazione convenzionale. Per quanto riguarda i padiglioni entro i quali sono pensate le attività di servizio e supporto al museo e l’archivio, è stata verificata la soddisfacente prestazione energetica raggiunta attraverso l’utilizzo del software Termolog Epix5, il quale ha attestato che essi rientrano nella classe A con un consumo energetico di 4,55 kWh/m3annuo.

Studio sperimentale sulla rottura a fatica in regime fessurato di calcestruzzi rinforzati con fibre macro-sintetiche

Nello studio sperimentale oggetto della tesi è stato indagato il comportamento a fatica policiclica, in regime fessurato, di calcestruzzi rinforzati con fibre macro-sintetiche. Per tale tipologia di prova non esiste una procedura standardizzata; occorre anche osservare come in letteratura le testimonianze di prove policicliche su FRC siano piuttosto limitate soprattutto in riferimento a calcestruzzi rinforzati con fibre macro-sintetiche in regime fessurato. A tale scopo è stata messa a punto una procedura di prova a flessione su tre punti finalizzata a valutare il comportamento a fatica del materiale. Sono stati testati calcestruzzi con lo stesso dosaggio e con la stessa tipologia di fibre sottoposti a carichi ciclici con diversi ampiezza e stress level. La sperimentazione ha riguardato anche prove di flessione su tre punti di tipo monotono condotte sul medesimo materiale e su calcestruzzi non fibrorinforzati. I dati sperimentali ottenuti dalle prove monotone sono stati impiegati come input per una procedura di analisi inversa finalizzata alla definizione della relazione tensione-apertura di fessura per i materiali testati.

La passivhaus in clima mediterraneo: caratteristiche costruttive e simulazioni energetiche dinamiche

Questa Tesi approfondisce lo standard Passivhaus, un metodo sviluppato originariamente in Germania nella seconda metà degli anni ’80 ed ora diffuso in tutta Europa, con l’obiettivo di favorire la realizzazione di edifici in grado di fornire ottimi livelli di comfort con consumi energetici pari quasi a zero. Questo standard abitativo mi ha appassionato a tal punto che ho deciso di farne oggetto della mia tesi di laurea. Da diversi anni stiamo assistendo ad una serie di mutamenti climatici che stanno modificando la vita sul nostro pianeta e portano a considerare tutta una serie di cambiamento sul nostro modo di vivere. La casa passiva, a mio parere, è un concetto valido e utile a contenere questa situazione. In altre zone d’Europa, con climi invernali rigidi ma condizioni estive meno gravose delle nostre, è uno standard piuttosto diffuso e qui cercherò di formulare un’analisi quanto più vicina alla realtà riguardo all’adattabilità della Passivhaus al nostro clima. Lo scopo è quello di capire come si comporta questo tipo di edifici in ambienti climatici diversi da quelli per cui lo standard è stato progettato. Per verificarne l’efficacia, verrà studiato nel dettaglio il primo edificio residenziale multipiano recentemente costruito a Cesena e certificato Passivhaus. Successivamente, sarà simulata la realizzazione dello stesso edificio in dieci diverse località italiane, con differenti condizioni climatiche, e ne saranno verificate le prestazioni energetiche tramite un software di modellazione in regime dinamico. Se risulterà necessario a seguito delle verifiche, saranno progettate le modifiche alle soluzioni costruttive che permettano di raggiungere i livelli previsti dallo standard Passivhaus in tutte le località. I risultati della simulazione saranno infine confrontati e commentati nella parte conclusiva della Tesi.

Exposure of pipe insulation to high temperatures from domestic pumped storage (split) solar water heating systems in Australia and New Zealand

Pipe insulation between the collector and storage tank on pumped storage (commonly called split), solar water heaters can be subject to high temperatures, with a maximum equal to the collector stagnation temperature. The frequency of occurrence of these temperatures is dependent on many factors including climate, hot water demand, system size and efficiency. This paper outlines the findings of a computer modelling study to quantify the frequency of occurrence of pipe temperatures of 80 degrees Celsius or greater at the outlet of the collectors for these systems. This study will help insulation suppliers determine the suitability of their materials for this application. The TRNSYS program was used to model the performance of a common size of domestic split solar system, using both flat plate and evacuated tube, selective surface collectors. Each system was modelled at a representative city in each of the 6 climate zones for Australia and New Zealand, according to AS/NZS4234 - Heat Water Systems - Calculation of energy consumption, and the ORER RECs calculation method. TRNSYS was used to predict the frequency of occurrence of the temperatures that the pipe insulation would be exposed to over an average year, for hot water consumption patterns specified in AS/NZS4234, and for worst case conditions in each of the climate zones. The results show; * For selectively surfaced, flat plate collectors in the hottest location (Alice Sprints) with a medium size hot water demand according to AS/NZS2434, the annual frequency of occurrence of temperatures at and above 80 degrees Celsius was 33 hours. The frequency of temperatures at and above 140 degrees Celsius was insignificant. * For evacuated tube collectors in the hottest location (Alice Springs), the annual frequency of temperatures at and above 80 degrees Celsius was 50 hours. Temperatures at and above 140 degrees Celsius were significant and were estimated to occur for more than 21 hours per year in this climate zone. Even in Melbourne, temperatures at and above 80 degrees can occur for 12 hours per year and at and above 140 degrees for 5 hours per year. * The worst case identified was for evacuated tube collectors in Alice Springs, with mostly afternoon loads in January. Under these conditions, the frequency of temperatures at and above 80 degrees Celsius was 10 hours for this month only. Temperatures at and above 140 degrees Celsius were predicted to occur for 5 hours in January.

Energy and cost savings from pipe insulation on domestic, pumped storage (split), solar water heating systems in Australia and New Zealand

Appropriate pipe insulation on domestic, pumped storage (split), solar water heating systems forms an integral part of energy conservation measures of well engineered systems. However, its importance over the life of the system is often overlooked. This study outlines the findings of computer modelling to quantify the energy and cost savings by using pipe insulation between the collector and storage tank. System sizes of 270 Litre storage tank, together with either selectively surfaced, flat plate collectors (4m2 area), or 30 evacuated tube collectors, were used. Insulation thicknesses of 13mm and 15mm, pipe runs both ways of 10, 15 and 20 metres and both electric and gas boosting of systems were all considered. The TRNSYS program was used to model the system performance at a representative city in each of the 6 climate zones for Australia and New Zealand, according to AS/NZS4234 – Heat Water Systems – Calculation of energy consumption and the ORER RECs calculation method. The results show:  Energy savings from pipe insulation are very significant, even in mild climates such as Rockhampton. Across all climates zones, savings ranged from 0.16 to 3.5GJ per system per year, or about 2 to 23 percent of the annual load.  There is very little advantage in increasing the insulation thickness from 13 to 15mm. For electricity at 19c/kWh and gas at 2 c/MJ, cost savings of between $27 and $100 per year are achieved across the climate zones. Both energy and cost savings would increase in colder climates with increased system size, solar contribution and water temperatures.  The pipe insulation substantially improves the solar contribution (or fraction) and Renewable Energy Certificates (RECs), as well as giving small savings in circulating pump running costs in milder climates. Solar contribution increased by up to 23 percent points and RECs by over 7 in some cases.  The study highlights the need to install and maintain the integrity of appropriate pipe insulation on solar water heaters over their life time in Australia and New Zealand.

The effect of solar activity on temperatures in the equatorial mesosphere

A study of the response of neutral temperatures in the equatorial mesosphere to variations in solar activity has been carried out by investigating the correlation between the 10.7 cm solar radio flux and temperatures obtained from a series of 51 rocket soundings conducted over Thumba, India (8°N, 77°E) during the period December 1970–December 1971. A strong positive correlation between these two parameters has been obtained, indicating mesospheric heating effects caused by day-to-day variations in solar EUV emission. The correlation analysis indicates that this response persists over several days and that the peak correlation between the temperatures and the F10.7 index occurs with a time lag of less than 24 hr.

Magnetic discontinuities in the near-earth solar wind: evidence of in-transit turbulence or remnants of coronal structure?

Fluctuations in the solar wind plasma and magnetic field are well described by the sum of two power law distributions. It has been postulated that these distributions are the result of two independent processes: turbulence, which contributes mainly to the smaller fluctuations, and crossing the boundaries of flux tubes of coronal origin, which dominates the larger variations. In this study we explore the correspondence between changes in the magnetic field with changes in other solar wind properties. Changes in density and temperature may result from either turbulence or coronal structures, whereas changes in composition, such as the alpha-to-proton ratio are unlikely to arise from in-transit effects. Observations spanning the entire ACE dataset are compared with a null hypothesis of no correlation between magnetic field discontinuities and changes in other solar wind parameters. Evidence for coronal structuring is weaker than for in-transit turbulence, with only ∼ 25% of large magnetic field discontinuities associated with a significant change in the alpha-to-proton ratio, compared to ∼ 40% for significant density and temperature changes. However, note that a lack of detectable alpha-to-proton signature is not sufficient to discount a structure as having a solar origin.

Interchange reconnection: remote sensing of solar signature and role in heliospheric magnetic flux budget

Interchange reconnection at the Sun, that is, reconnection between a doubly-connected field loop and singly-connected or open field line that extends to infinity, has important implications for the heliospheric magnetic flux budget. Recent work on the topic is reviewed, with emphasis on two aspects. The first is a possible heliospheric signature of interchange reconnection at the coronal hole boundary, where open fields meet closed loops. The second aspect concerns the means by which the heliospheric magnetic field strength reached record-lows during the recent solar minimum period. A new implication of this work is that interchange reconnection may be responsible for the puzzling, occasional coincidence of the heliospheric current sheet and the interface between fast and slow flow in the solar wind.

‘Keystone in the Division of Europe: Germany in the Cold War’

Review essay on literature on the role of Germany in the Cold War

Centennial changes in the solar wind speed and in the open solar flux

We use combinations of geomagnetic indices, based on both variation range and hourly means, to derive the solar wind flow speed, the interplanetary magnetic field strength at 1 AU and the total open solar flux between 1895 and the present. We analyze the effects of the regression procedure and geomagnetic indices used by adopting four analysis methods. These give a mean interplanetary magnetic field strength increase of 45.1 ± 4.5% between 1903 and 1956, associated with a 14.4 ± 0.7% rise in the solar wind speed. We use averaging timescales of 1 and 2 days to allow for the difference between the magnetic fluxes threading the coronal source surface and the heliocentric sphere at 1 AU. The largest uncertainties originate from the choice of regression procedure: the average of all eight estimates of the rise in open solar flux is 73.0 ± 5.0%, but the best procedure, giving the narrowest and most symmetric distribution of fit residuals, yields 87.3 ± 3.9%.

Excitation and decay of solar-wind driven flows in the magnetosphere-ionosphere system

Basic concepts of the form of high-latitude ionospheric flows and their excitation and decay are discussed in the light of recent high time-resolution measurements made by ground-based radars. It is first pointed out that it is in principle impossible to adequately parameterize these flows by any single quantity derived from concurrent interplanetary conditions. Rather, even at its simplest, the flow must be considered to consist of two basic time-dependent components. The first is the flow driven by magnetopause coupling processes alone, principally by dayside reconnection. These flows may indeed be reasonably parameterized in terms of concurrent near-Earth interplanetary conditions, principally by the interplanetary magnetic field (IMF) vector. The second is the flow driven by tail reconnection alone. As a first approximation these flows may also be parameterized in terms of interplanetary conditions, principally the north-south component of the IMF, but with a delay in the flow response of around 30-60 min relative to the IMF. A delay in the tail response of this order must be present due to the finite speed of information propagation in the system, and we show how "growth" and "decay" of the field and flow configuration then follow as natural consequences. To discuss the excitation and decay of the two reconnection-driven components of the flow we introduce that concept of a flow-free equilibrium configuration for a magnetosphere which contains a given (arbitrary) amount of open flux. Reconnection events act either to create or destroy open flux, thus causing departures of the system from the equilibrium configuration. Flow is then excited which moves the system back towards equilibrium with the changed amount of open flux. We estimate that the overall time scale associated with the excitation and decay of the flow is about 15 min. The response of the system to both impulsive (flux transfer event) and continuous reconnection is discussed in these terms.

PL spectroscopy of Fermi electrons in regime of the quantum Hall effect

The influence of the interlayer coupling on formation of the quantized Hall phase at the filling factor v = 2 was studied in the multilayer GaAs/AlGaAs heterostructures The disorder broaden Gaussian photoluminescence line due to the localized electrons was found in the quantized Hall phase of the isolated multi-quantum well structure On the other hand. the quantized Hall phase of the weakly-coupled multilayers emitted an asymmetrical line similar to that one observed in the metallic electron systems. We demonstrated that the observed asymmetry indicates a formation of the Fermi Surface in the quantized Hall phase of the multilayer electron system due to the interlayer peicolation. A sharp decrease of the single-particle scattering time associated with the extended states oil the Fermi surface was observed at the filling factor v = 2. (C) 2009 Elsevier B.V All rights reserved