Teoremi di unicità della magnetoidrodinamica in domini illimitati

Riassunto In questa nota si stabiliscono due teoremi di unicità della soluzione per il problema del moto di un fluido omogenco, incomprimibile, perfetto, elettricamente conduttore attorno ad un ostacolo fisso, anch'esso elettricamente conduttore. Nelprimo teorema viene trascurata la corrente di spostamento, mentre nel secondo si tiene conto anche di quest'ultima. Per la dimostrazione si utilizza il “metodo della funzione peso” usato da G. P. Galdi e S. Rionero in un analogo teorema di unicità per magnetofluidi viscosi.

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Summary The Author establishes two solution uniqueness theorems for the problem of homogeneous, incompressible, perfect, electrically conducting fluid motion around a fixed, electrically conducting solid body. In the first theorem displacemt current is disregarded, in the other one this current is considered. The proof is obtained by using the “weight function method” adopted by G. P. Galdi and S. Rionero in an analogous uniqueness theorem for viscous magnetofluids.

     

Analysis of thermal and shear waves according to BKG kinetic model

The dispersion relation for waves propagating in a gas according to kinetic theory is studied. Collisions are described by means of the model proposed by Bhatnagar, Gross and Krook (BGK). New numerical results for shear and thermal waves are given. The high frequency behaviour of the solutions obtained through analytic continuation of the dispersion relation is discussed.

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Sommario Si studia la relazione di dispersione per le onde che si propagano in un gas secondo la teoria cinetica. Gli urti sono descritti mediante il modello di Bhatnagar, Gross e Krook (BGK). Si danno risultati numerici nuovi sulle onde termiche e di taglio e si discute il comportamento alle alte frequenze delle soluzioni ottenute dal prolungamento analitico della relazione di dispersione.

     

On the solvability of nonlinear operator equations in normed spaces

Sunto Si studia una classe di applicazioni continue negli spazi normati e si dimostrano, per tali applicazioni, proprietà analoghe a quelle della teoria del grado di Leray- Schauder. Si danno esempi di problemi ai limiti per equazioni differenziali ordinarie che possono essere agevolmente trattati usando la teoria sviluppata nel presente lavoro.     

Funzioni tensoriali di un vettore e leggi elementari dell’elettromagnetismo

Sunto Si espone un algoritmo particolarmente adatto per lo studio delle leggi elementari dell’elettromagnetismo, sia allo scopo di stabilire il grado di indeterminazione da cui sono affette, sia allo scopo di determinare tutte le leggi elementari dotate di requisiti assegnati. Nel primo capitolo si esaminano le proprietà generali delle leggi elementari e si classificano. Nel secondo capitolo si studiano i tensori del secondo e del terzo ordine associati alle leggi elementari. Tali tensori sono tutti funzioni di un vettore e godono delle proprietà che al mutare della terna di riferimento le nuove componenti del tensore, espresse in funzione delle nuove componenti cartesiane del vettore, godono dell’invarianza formale. Tale proprietà si traduce in un sistema di equazioni funzionali, che vengono risolte. Si ha così che le 9 (27) componenti del tensore di secondo (risp. terzo) ordine possono essere espresse mediante una combinazione lineare di sole 3 (risp. 7) funzioni del solo modulo del vettore, che vengono chiamate “funzioni di distanza” del tensore. La ricerca delle leggi elementari dotate di proprietà assegnate dà luogo a sistemi di equazioni differenziali fra le componenti dei tensori associati alle dette leggi. Tali sistemi constano talvolta di un enorme numero di equazioni alle derivate parziali del primo o del secondo ordine. Tuttavia la sopradetta conoscenza della semplice struttura dei tensori incogniti ed un appropriato procedimento di calcolo permettono di pervenire alle soluzioni in modo relativamente semplice, rispetto alle complessità che la questione offre a prima vista. Alcuni esempi vengono illustrati. Nel terzo capitolo si risponde in modo esauriente all’antica questione relativa all’indeterminazione della prima legge elementare diLaplace. Nel quarto capitolo si determinano le espressioni generali di particolari insiemi di leggi elettrodinamiche. Ad Antonio Signorini nel suo 70^mo compleanno.     

Sulla influenza dell'effetto Hall nella propagazione di onde magnetofluidodinamiche iu un fluido incomprimibile

Sunto Si esamina l'influenza dell'effetto Hall sulla propagazione ondosa it un fluido incomprimibile descritto dalle equazioni della magnetofluidodinamica nello schema del continuo. Nella parte I si studia dapprima la propagazione di onde piane di piccola ampiezza e poi quella delle onde di ampiezza finita. Nella parte II l'indagine é estesa alle onde cilindriche e nella parte III infine si discute la propagazione di onde piane e cilindriche nel caso in cui nello stato imperturbato il fluido non sia in quiete, bensì in moto uniforme. Nel lavoro si tiene conto delle azioni dissipative della viscosità e della conducibilità elettrica finita.

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Summary In this paper we discuss wave propagation in an incompressible conducting fluid considered as a continuous medium taking account of the Hall effect. In Part I we first consider the propagation of plane waves of small amplitude and secondly waves of finite amplitude. In Part II the discussion is extended to cylindrical waves and in Part III the propagation of plane and cylindrical waves is examined when in the unperturbed state the fluid is not at rest, but in a state of uniform motion. The dissipative effects of viscosity and finite electrical conductivity are taken into account in the present paper.

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A Bruno Finzi nel suo70mo compleanno.

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Lavoro eseguito nell'ambito dell'attività dei Gruppi di Ricerca Matematica del C.N.R. (Anno 1969) presso l'Istituto di Matematiche Applicate ? U. Dini ? della Facoltà di Ingegneria dell'Università di Pisa.

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Entrata in Redazione il 20 ottobre 1969.     

Generalized minimizing movements for the mean curvature flow with Dirichlet boundary condition

We study a variational approach, called Generalized Minimizing Movemenents (GMM) and proposed by E. De Giorgi, to evolution of hypersurfaces by mean curvature in the case of a Dirichlet boundary datum. We prove an existence theorem of a GMM when on the initial solid are made suitable geometric hypotheses.

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Sunto Si studia un approccio variazionale, detto Movimenti Minimizzanti Generalizzati (GMM) e proposto da Ennio De Giorgi, per l’evoluzione di una ipersuperficie secondo la curvatura media con un dato al bordo di tipo Dirichlet. Viene provato un teorema di esistenza quando sul solido iniziale siano fatte opportune ipotesi di tipo geometrico.

     

On wind driven geophysical flows without bottom friction

The motion of a fluid in a thin domain subject to wind traction at the surface and to slipping at the bottom is investigated. An asymptotic model is derived from Navier-Stokes equations with Coriolis force as the aspect ratio δ=depth/width of the domain go to 0, for not too large Reynolds number.

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Sunto In questo lavoro studiamo il moto di un fluido in un dominio sottile soggetto all’azione del vento in superficie ed a condizioni di slipping sul fondo. Viene derivato, dalle equazioni di Navier-Stokes in presenza della forza di Coriolis, un modello asintotico nel limite in cui il rapporto tra la profondità e la larghezza del dominio tende a zero, per numeri di Reynolds non troppo grandi.

     

Una condizione di ergodicità per l’energia cinetica

Riassunto Si considera un sistema dinamico ooonomo ad un solo grado di libertà. Si semplifica la condizione di ergodicità di una variabile aleatoria e di tutte le funzioni di essa, data in un lavoro precedente da, B. Forte; questa nuova forma della condizione di ergodicità viene poi usata per stabilire a quale condizione necessaria e sufficiente deve soddisfare il potenziale della sollecitazione agente sul sistema perchè l’energia cinetica e tutte le funzioni di essa siano ergodiche.

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Résumé On considère un système dynamique à un degré de liberté. On simplifie la condition d’ergodicité d’une variable aléatoire et de toutes ses fonctions, donnée dans un travail précédent par B. Forte; ensuite on emploie cette nouvelle forme de la condition d’ergodicité pour établir à quelle condition nécessaire et suffisante doit satisfaire le potentielU du système pour que l’énergie cinétique et toutes ses fonctions soient ergodiques.

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Lavoro eseguito per la realizzazione del programma di ricerca del Gruppo n. 7 del C.N.R.     

Sull'hamiltoniana di una particella in relatività

Sunto Si costruisce sistematicamente, in un generico riferimento spazio-temporale, l'hamiltoniana di una particella mobile sia in assenza come in presenza del campo gravitazionale. Assunta la lagrangiana omogenea di primo grado nelle velocità lagrangiane, ci si vale anche della generalizzazione, secondo Dirac, della ordinaria dinamica hamiltoniana, quando sussistono relazioni di vincolo fra le variabili dinamiche coniugate. A Bruno Finzi nel suo 70^mo compleanno Lavoro eseguito nell'ambito dell'attività del Gruppi di ricerca matematici del C.N.R. Entrata in Redazione il 19 gennaio 1970.     

Regolarità alla frontiera di soluzioni di equazioni ellittiche

Sunto Si studia la h?lderianità in prossimità della frontiera delle soluzioni delle equazioni uniformemente ellittiche del secondo ordine.

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Summary We consider uniform elliptic equations of the second order in a domain with the exterior cone property and we investigate the H?lder exponent and coefficient of the solutions near the boundary. We prove that both are independent by the continuity of the differential operator wit respect to the variables.

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Lavoro eseguito nell'ambito del gruppo, di ricerca n. 23 del Comitato per la matematica del CNR nell'anno accademico 1963–64. I risultati di questo lavoro sono stati in parte precedentemente esposti in [16], con dimostrazione parzialmente diversa.     

Soluzioni periodiche di una classe di equazioni differenziali del terz’ ordine quasi lineari

Sommario. Si studia il problema della esistenza di soluzioni armoniche per una classe di equazioni differenziali periodiche del terz’ ordine di tipo quasi lineare, e si stabilisce un criterio di esistenza che estende precedenti risultati. Ricerca eseguita nell’ambito del Gruppo di Ricerca n. 11 del Comitato per la Matematica del C. N. R.     

Estimates for normal forms of differential equations near an equilibrium point

We consider the problem of finding a normal form for differential equations in the neighbourhood of an equilibrium point, and produce general explicit estimates for both the normal form at a finite order and the remainder, using the method of Lie transforms. With such technique, the classical Poincaré-Dulac theorems are recovered, and the problem of the stability of a reversible system of coupled harmonic oscillators up to exponentially large times is discussed.

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Riassunto Si considera il problema di porre in forma normale un sistema di equazioni differenziali nell'intomo di un punto di equilibrio, e si danno in generale stime esplicite sia per la forma normale troncata ad un ordine finito che per i resti. Si fa uso dell'algoritmo della trasformata di Lie. Con questo metodo si riottengono i teoremi classici di Poincaré-Dulac, e si discute il problema della stabilità per tempi esponenzialmente lunghi di un sistema reversibile di oscillatori armonici accoppiati.

     

Sulle parabole iperosculatrici in un punto ad una superficie dello spazio affine

Riassunto Si studia il sistema dei piani per un punto diA di una superficie Σ. nello spazio affine ordinario, che segano Σ secondo curve aventi inA parabola iperosculatrice. Si determina poi il numero dei piani secanti Σ secondo curve che hanno inA, con la propria parabola osculatrice, contatto d’ordine superiore a 4.

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Resume On étudie le système des plans passant par un pointA d’une surface Σ. dans l’éspace affine ordinaire. qui coupent Σ selon des courbes ayant enA une parabole hyperosculatrice. On trouve ensuite le nombre des plans qui coupent Σ selon des courbes qui ont enA un contact d’ordre supérieur à 4 avec leur parabole osculatrice.

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Lavoro eseguito nell’ambito del Gruppo di ricerca N. 26 del Comitato nazionale per la matematica del C.N.R. (1963–64).     

On Rayleigh-Taylor stability

We study the nonlinear stability of the rest state for the Rayleigh-Taylor problem related to a plane layer of viscous, heavy fluid under periodicity assumptions in the horizotal directions, with nonzero surface tension. Such a problem is studied for both incompressible and isothermal fluids where, in the class of regular flows, it is proved the exponential decay to the rest state for perturbations, in absence of hypotheses on the characteristic coefficients of the flow, and on the initial conditions as well.

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Sunto Si studia la stabilità nonlineare della quiete per il problema di Rayleigh-Taylor relativo ad uno strato piano di fluido viscoso pesante nelle ipotesi di periodicità nelle direzioni orizzontali, ed in presenza di tensione superficiale. Tale problema è studiato sia per fluidi incompressibili che isotermi. In entrambi i casi, nella classe di moti regolari si prova il decadimento di tipo esponenziale allo stato di quiete per le perturbazioni, senza aggiungere alcuna ipotesi sui coefficienti caratteristici del moto o sulle condizioni iniziali.

     

Analytic solutions to problems of radiative transport in an absorbing medium

A method is proposed for solving the linear integral equations governing some problems of radiation transport. The Fourier transform technique provides the solution as a convolution integral of the kernel and a series expansion in orthogonal functions. Two standard problems were considered as an application and the results given in comparison with those obtained by different approaches.

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Riassunto Si propone un metodo per risolvere le equazioni lineari integrali del trasporto radiativo. La tecnica della trasformata di Fourier fornisce la soluzione come integrale di convoluzione del kernel e di uno sviluppo in serie di funzioni ortogonali. Come applicazione si sono risolti due problemi classici ed i risultati si sono confrontati con quelli ottenuti mediante altri procedimenti.

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This work was partially supported by the Consiglio Nazionale delle Ricerche, Gruppo di Fisica Matematica.     

Sistemi di circuiti tracciati su una superficie omeomorfa al toro e loro modelli algebrici

Sunto Si studiano i sistemi di circuiti tracciati su una superficie omeomorfa al toro, di fronte all'omologia unidimensionale. Si ravvisa che ad una classe d'omologia compete un solo invariante topologico, che è un intero d ≥ 0 qui denominato ?grado? della classe. Esso fornisce altresì il minimo numero di circuiti non intrecciati e disgiunti che intervengono in un ciclo della classe; inoltre, trascurando il valore d = 0 che risponde alla classe dei cicli omologhi a zero, si trova che d −1 è il minimo numero di punti doppi posseduti da un circuito il quale, orientato, sia un ciclo di una classe di grado d. Anche si costruiscono modelli di cicli, appartenenti a classi diverse, col minimo numero di mutue intersezioni. Infine si costruiscono in ogni classe modelli algebrici (cioè realizzati con le parti reali di curve algebriche reali) soddisfacenti a requisiti di minimo. Lavoro eseguito nell'Istituto di Geometria dell'Università di Pavia, nell'ambito del Gruppo di ricerca N. 32 (?Questioni di realità che offrono gli enti algebrici?) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Comitato per la Matematica).     

Hilbert polynomials and powers of an ideal

Sunto Nel n1. viene definito il complesso generalizzato di Koszul K(A; E; t) di R-moduli associato ad una matrice A sopra un anello R e un R-modulo E. Si studia poi K(A; E; t) nel caso particolare in cui A sia una matrice della forma B(m, s) data nel n.3. Si dimostra infine che, sotto certe condizioni di finitezza, la lunghezza di ogni modulo d'omologia à una funzione polinomiale in m per m grande, e che per ogni m ≥1 la caratteristica di Euler-Poincaré è il prodotto di un coefficiente binomiale per la caratteristica del complesso di Koszul K(B(1, s); E;0).

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Entrata in Redazione il 18 novemb e 1972.     

Structure of the linearized problem for compressible parallel fluid flows

We consider the linearized compressible Navier-Stokes equation near a parallel flow in a cylindrical domain restricting our study to perturbations periodic in the generatrix direction. For any parameter values, we show that the initial value linear evolution problem is solved by the direct sum of a (strictly) contraction semi-group and an analytic semi-group. Any unbounded in time solution of this linear problem comes from isolated eigenvalues with finite multiplicities, which have non negative real part, and whose imaginary part is bounded. In addition, we precise the structure of the spectrum of the generator of the semi-group, locating the essential spectrum stricly on the left side of the complex plane.

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Sunto Si linearizzano le equazioni di Navier-Stokes comprimibili attorno ad un moto lineare in un cilindro. Senza imporre restrizioni sul moto di base, si studia il problema lineare per perturbazioni periodiche nella direzione della generatrice del cilindro. Si prova che il problema di evoluzione lineare è dato dalla somma diretta di un semigruppo di stretta contrazione ed un semigruppo analitico. Ogni soluzione temporalmente non limitata deriva da autovalori isolati di molteplicità finita, aventi parte reale positiva e parte immaginaria limitata. Si studia anche la struttura dello spettro del generatore del semigruppo, costituito nel lato destro del piano complesso da autovalori di molteplicità finita, e nel lato sinistro di autovalori e da uno spettro essenziale situato su di una retta parallela all’asse immaginario.

     

On the existence of free surface problem for viscous incompressible flow

In this paper we are concerned with the flow of a viscous, incompressible fluid in a bounded, three-dimensional region Ω with free surface boundary conditions. Using a method introduced by the author, that consider a two-fluid system in which the atmosphere or the vacuum is considered as a second fluid, separated from the first one by a free interface Γ(t), we prove existence of a kind of weak solution that we call quasi-weak solution.

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Sunto In questo lavoro studiamo il moto di un fluido viscoso e incomprimibile in una regione limitata tridimensionale Ω, con condizioni al contorno di superficie libera. Utilizzando un metodo, dovuto all’autore, che consiste nel considerare l’atmosfera o il vuoto come un secondo fluido, separato dal primo da un’interfaccia mobile Γ(t), dimostriamo l’esistenza di una sorta di soluzione debole, denominata soluzione quasi-debole.

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Work supported by Progetto Murst n. 9801262841.