Dynamics of Periodic Stratified Shear Flows
type: CreativeWork
description: In questa tesi studiamo le instabilità in fluidi stratificati laminari dove la stratificazione in densità ha un effetto stabilizzante. Nonostante l idea comune che la forza d Archimede abbia un effetto stabilizzante, in alcune circostanze tale stratificazione ha mostrato di poter indurre instabilità in fluidi altrimenti stabili. Qui studiamo due sistemi differenti e come la stratificazione in densità influenzi la stabilità delle loro soluzioni di equilibrio. Nel primo caso consideriamo l analogo stratificato del flusso di Kolmogorov, il quale è stato ampiamente studiato e mostra la formazione di un ricco numero di stati al diminuire della viscosità del fluido. Conduciamo un raffinamento dell analisi di questa serie di transizioni che portano il sistema a stati caotici, mostrando l esistenza di stati finora non osservati e provando la natura caotica di soluzioni a grandi numeri di Reynolds. Quindi confrontiamo questi risultati con la route to chaos di fluidi via via più stratificati e osserviamo che la stratificazione in densità non influenza le biforcazioni per numeri di Richardson inferiori di $10^{-3}$. Invece nuove dinamiche compaiono quando $Ri=10^{-3}$ o maggiore. Osserviamo che il gradiente di densità stabilizzante aumenta i numeri di Reynolds critici necessari a innescare le transizioni di stato e sblocca nuovi stati che erano inaccessibili per la controparte non stratificata. La seconda parte della tesi riguarda l analisi delle instabilità dovute a onde generate in corrispondenza di difetti nella densità di un fluido. Consideriamo un fluido composto da un numero di strati a differente densità sottoposto a un profilo di velocità laminare. Fluidi multi-stratificati sono strutture comuni in sistemi naturali come oceani e laghi. L elevato gradiente di densità fra ciascuno strato supporta la formazione di onde di interfaccia. Grazie al profilo di velocità laminare, queste onde possono interagire risuonando fra di loro e diventare instabili (Instab…
abstract: In questa tesi studiamo le instabilità in fluidi stratificati laminari dove la stratificazione in densità ha un effetto stabilizzante. Nonostante l idea comune che la forza d Archimede abbia un effetto stabilizzante, in alcune circostanze tale stratificazione ha mostrato di poter indurre instabilità in fluidi altrimenti stabili. Qui studiamo due sistemi differenti e come la stratificazione in densità influenzi la stabilità delle loro soluzioni di equilibrio. Nel primo caso consideriamo l analogo stratificato del flusso di Kolmogorov, il quale è stato ampiamente studiato e mostra la formazione di un ricco numero di stati al diminuire della viscosità del fluido. Conduciamo un raffinamento dell analisi di questa serie di transizioni che portano il sistema a stati caotici, mostrando l esistenza di stati finora non osservati e provando la natura caotica di soluzioni a grandi numeri di Reynolds. Quindi confrontiamo questi risultati con la route to chaos di fluidi via via più stratificati e osserviamo che la stratificazione in densità non influenza le biforcazioni per numeri di Richardson inferiori di $10^{-3}$. Invece nuove dinamiche compaiono quando $Ri=10^{-3}$ o maggiore. Osserviamo che il gradiente di densità stabilizzante aumenta i numeri di Reynolds critici necessari a innescare le transizioni di stato e sblocca nuovi stati che erano inaccessibili per la controparte non stratificata. La seconda parte della tesi riguarda l analisi delle instabilità dovute a onde generate in corrispondenza di difetti nella densità di un fluido. Consideriamo un fluido composto da un numero di strati a differente densità sottoposto a un profilo di velocità laminare. Fluidi multi-stratificati sono strutture comuni in sistemi naturali come oceani e laghi. L elevato gradiente di densità fra ciascuno strato supporta la formazione di onde di interfaccia. Grazie al profilo di velocità laminare, queste onde possono interagire risuonando fra di loro e diventare instabili (Instab…
author: PONETTI, GIORDANO
language: eng
keywords: Stability analysis, Dynamical Systems, Bifurcation analysis, Stratified flows, Navier-Stokes equations
date published: 2017-01-30
date modified: 2026-07-24T01:35:03Z
provider: Università degli Studi di Catania
publisher: Networked Digital Library of Theses and Dissertations
type: WebPage
source organization: Università degli studi di Catania

PropertyValue
property ID: Handle
value: https://hdl.handle.net/20.500.11769/582834