The initial-value problem for neutron transport in a coupled core assembly

Summary We prove the existence and the uniqueness of the solution of a simple mathematical model of the neutron transport phenomenon in a system composed of two multiplying cores separated by an absorbing region. Moreover, we show that the neutron trasport matrix operator has at least one real eigenvalue, and we investigate the asymptotic behaviour of the neutron density vector as t +.

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Sommario Si prova l'esistenza e l'unicità della soluzione di un semplice modello matematico del fenomeno del trasporto di neutroni in un sistema composto da due regioni moltiplicanti separate da un mezzo assorbente. Si mostra come la matrice operatore del trasporto di neutroni ha almeno un autovalore reale e si accenna al comportamento asintotico del vettore densità neutronica quando t +.

     

Similarity Solutions for Thawing Processes with a Heat Flux Condition at the Fixed Boundary

Similarity solutions for a mathematical model for thawing in a saturated semi-infinite porous medium is considered when change of phase induces a density jump and a heat flux condition of the type is imposed on the fixed face x=0. Different cases depending on physical parameters are analysed and the explicit solution is obtained if and only if an inequality for the thermal coefficient q ₀ is verified. An improvement for the existence of a similarity solution for the same free boundary problem with a constant temperature on the fixed face x=0 is also obtained. Sommario. Vengono considerate soluzioni di similarità per un modello matematico di disgelo di un mezzo poroso saturo semi-infinito allorquando il cambiamento di fase induce un salto di densità ed una condizione di flusso di calore del tipo viene imposta sulla faccia fissa x=0. Si analizzano differenti casi dipendenti da parametri fisici e la soluzione esplicita viene ottenuta se e solo se risulta verificata una diseguaglianzo per il coefficiente termico q ₀. Si ottiene altresi un miglioramento della condizione di esistenza di una soluzione di similarità per lo stesso problema al contorno libero con temperatura costante sulla faccia fissa x=0.     

Genesis of Longitudinal Vortices in Near-Wall Turbulence

Using direct numerical simulations of turbulent channel flow, we present new insight into the formation mechanism of near-wall longitudinal vortices. Instability of lifted, vortex-free low-speed streaks is shown to generate, upon nonlinear saturation, new streamwise vortices, which dominate near-wall turbulence production, drag, and heat transfer. The instability requires sufficiently strong streaks (the wall-normal circulation on either side of a streak exceeding 7.6) and is inviscid in nature, despite the proximity of the no-slip wall. Streamwise vortex formation (collapse) is dominated by stretching, rather than Kelvin–Helmholtz rollup, of instability-generated _x sheets. In turn, direct stretching results from the positive u/x (i.e. positive VISA) associated with streak waviness in the(x,z) plane, generated upon finite-amplitude evolution of the sinuous instability mode. Significantly, the three-dimensional features of the (instantaneous) instability-generated vortices agree well with the coherent structures educed ( i.e. ensemble averaged) from fully turbulent flow, suggesting the prevalence of this instability mechanism. These results suggest promising new drag reduction strategies, involving large-scale (hence more durable) control of near-wall flow and requiring no wall sensors or feedback logic.Sommario. Utilizzando una simulazione numerica diretta di flusso turbolento in un canale vengono presentate nuove prospettive sui meccanismi di formazione di vortici longitudinali vicino alla parete. Si dimostra come linstabilità delle bande a bassa velocità e senza vortici generi, fino alla saturazione non lineare, nuovi vortici paralleli al flusso, che dominano la produzione di vorticitá a parete, la resistenza e lo scambio termico. Linstabilità richiede la presenza di bande sufficientemente forti ed ha natura non viscosa, nonostante la prossimità della parete. La formazione di vortici paralleli al flusso (collasso) è dominata dallo stiramento, piuttosto che da un avvolgimento di Kelvin–Helmholtz, dei fogli di generati dall' instabilità.A sua volta, lo stiramento deriva da valori positivi di u/x (cioèVISA positivi) associati con le onde a bande nel piano(x,z) generate dall' evoluzione in ampiezza finita dei modi di instabilità sinusoidali. E' significativo che le caratteristiche (istantanee) three-dimensional dei vortici generati dall' instabilità concordino bene con le strutture coerenti edotte (cioè ottenute da medie dinsieme) dal flusso pienamente turbolento, il che suggerisce una prevalenza di questo meccanismo d'instabilità. Questi risultati suggeriscono nuove, promettenti strategie per la riduzione della resistenza, che utilizzino controlli di larga scala (quindi su tempi più lunghi) del flusso a parete e che non necessitino di sensori di parete o di logiche di ritorno.     

Static and dynamic behaviour of a rigid rotor on journal bearings

This experimental investigation concerns the static and dynamic behaviour of a rigid balanced rotor on journal bearings. Running conditions were chosen in order to obtain relatively high eccentricity ratios near the instability threshold speeds.The results, compared also with the theoretical predictions of some authors, have substantially shown the importance of examining the static behaviour near the instability threshold speed to allow a correct interpretation of some aspects of the dynamic behaviour.In order to clarify the discrepancies between the observed and the theoretically predicted dynamic behaviour, some further tests have been carried out.

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Sommario E' stato esaminato sperimentalmente sia il comportamento statico che quello dinamico di un rotore rigido e bilanciato sostenuto da cuscinetti cilindrici lubrificati.Le condizioni di funzionamento sono state scelte in modo tale che, in prossimità della soglia di instabilità, il valore del rapporto di eccentricità risultasse relativamente grande.I risultati, confrontati anche con le indicazioni teoriche di altri autori, hanno sostanzialmente evidenziato l'importanza dell'esame del comportamento statico in prossimità della soglia di instabilità al fine di interpretare correttamente alcuni aspetti del fenomeno dell'instabilità.Sono state inoltre effettuate una serie di ulteriori indagini con lo scopo di chiarire le discordanze fra il comportamento dinamico osservato e quello previsto dalla teoria.

     

Transverse Decay of Solutions in an Elastic Cylinder

In a semiinfinite cylinder composed of anisotropic linearised elastic material, loaded on the base and clamped along the lateral surface, it is known that the solution as measured, for example, by the strainenergy flux through a plane crossection decays longitudinally at most exponentially with respect to the axial distance from the base. There is, however, also a transverse radial decay of the solution, again measured for example by the strainenergy, occurring from the region close to the cylinder's axis to the region near the lateral surface, where the energy vanishes.This problem is considered in the present paper which discusses a circular semiinfinite cylinder and derives an estimate for the strainenergy contained in a cylindrical annulus at a given distance from the base and of variable height, and whose outer surface coincides with the lateral surface of the cylinder. It is shown that the strainenergy decays at most algebraically to zero as the inner radius of the annulus increases to that of the cylinder.Sommario. E'noto che in un cilindro semiinfinito composto da materiale elastico lineare anisotropo, caricato sulla base ed incastrato lungo la superficie laterale, la soluzione elastica, misurata, per esempio, dal flusso di energia di deformazione attraverso una sezione trasversale piana, decade con legge al più esponenziale con la distanza dalla base. C'è tuttavia, anche un decadimento radiale della soluzione, misurato, per esempio, dall'energia di deformazione che passa dalla regione vicina all'asse del cilindro a quella vicin alla superficie laterale dove l'energia si annullaQuesto problema è qui studiato. Si discute in particolare un cilindro circolare semiinfinito e si deduce una stima per l'energia di deformazione contenuta in un anello cilindrico ad una distanza assegnata dalla base e di altezza variabile, e la cui superficie esterna coincide con la superficie laterale del cilindro. Si dimostra che l'energia di deformazione decade al più con legge algebrica a zero quando il raggio interno del cilindro si avvicina a quello esterno.     

Columnar vortices in isotropic turbulence

The structure of the intense vorticity regions is studied in numerically simulated homogeneous, isotropic, equilibrium turbulent flow fields at four different Reynolds numbers, in the rangeRe =35–170, and is found to be organized in coherent, cylindrical or ribbon-like, vortices (worms). At the Reynolds numbers studied, they are responsible for much of the extreme intermittent tails observed in the statistics of the velocity gradients, but their importance seems to decrease at higherRe . Their radii scale with the Kolmogorov microscale and their lengths with the integral scale of the flow, while their circulation increases monotonically withRe . An explanation is offered for this latter scaling, based in the assumed presence of axial inertial waves along their cores, excited by a random background strain of the order of the root mean square vorticity. This explanation is consistent with the presence of comparable amounts of stretching and compression along the vortex cores.

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Sommario La struttura di regioni ad intensa vorticità in campi di flusso turbolento omogenei, isotropi ed in equilibrio, simulati numericamente, viene studiata per quattro differenti numeri di Reynolds nell'intervalloRe =35÷170, e si trova che tali regioni si organizzano in vortici coerenti, cilindrici o a forma di nastro (vermi). Con rifermento ai numeri di Reynolds studiati, si vede che tali vortici sono responsabili per gran parte delle code estreme ed intermittenti, osservate nelle statistiche dei gradienti di velocità, ma la loro importanza sembra decrescere a più altiRe . I loro raggi scalano con la microscala di Kolmogorov e le loro lunghezze con la scala integrale del flusso, mentre la loro circolazione cresce monotonicamente conRe . Per quest'ultimo riscalamento viene offerta una spiegazione basata sull'assunzione della presenza di onde inerziali assiali lungo i loro nuclei, eccitate da una deformazione di fondo casuale dell'ordine della radice quadrata della velocità media. Questa spiegazione è consistente con la presenza di incrementi paragonabili di allungamenti e compressioni lungo i nuclei dei vortici.

     

Pressure measuring techniques in I.C.E.

Summary A revue of the possible errors affecting pressure measurements in internal combustion engines is presented. A new instrument based on the principle of the Balanced Pressure Indicator and signal multiplexing was developped. Its characteristics used both to obtain an accurate mean pressure diagram and to calibrate pressure transducers in working engines. The overall ability of obtaining meaningful pressure data was shown, even if it is clear that pressure measurements are more an art than a mere technique, given the complexity of the problems involved.

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Sommario L'articolo presenta un'analisi dei possibili errori che possono distorcere la misurazione delle pressioni nella camera di combustione dei motori a combustione interna. Un nuovo strumento, basato sul principio dell'indicatore di pressione a bilanciamento di pressioni e del multiplex a modi di impulsi, è qui anche presentato ed utilizzato sia per ottenere un diagramma medio di pressioni di notevole accuratezza, che per calibrare trasduttori di pressione in condizioni di lavoro, cioè mentre il motore è in funzione. Ne risulta che è possibile ottenere diagrammi di pressione veramente rappresentativi delle condizioni di lavoro del motore, anche se è chiaro che, data la complessità dei problemi relativi a detta misurazione, misurare la pressione nei motori è più un'arte che pura tecnica.

     

Quasi-steady deformation of a two-dimensional bubble placed within a potential viscous flow

The shape evolution of a two-dimensional bubble, bounded by a simple closed curve, which is initially placed within a potential viscous flow, is analysed. It is assumed that the influence of gravity and inertia forces is negligible, so the quasi-steady approximation can be applied. Reformulating the problem for Stokes equations with relevant boundary conditions at the free surface in terms of the bianalytic stress-stream function, and using the time-dependent conformal mappingz(,t) of a unit disk onto an unbounded flow domain sought, an infinite system of ordinary differential equations for the Laurent coefficients ofz(,t) is derived. A class of exact solutions is found for the case when the principal part of the complex velocity of the dominant flow at infinity is a polynomial, and the problem of formation of a pointed bubble is discussed.

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Sommario E analizzata l'evoluzione di una bolla bi-dimensionale, limitata da una curva chiusa semplice, inizialmente posta in un flusso potenziale viscoso. Si assume che l'influenza della gravità e delle forze inerziali sia trascurabile, cosicchè si può applicare l'approssimazione quasi-stazionaria. Riformulando il problema per le equazioni di Stokes con le opportune condizionial contorno sulla superficie libera in termini della funzione stress-stream bianalitica, e usando la tecnica delle trasformazioni conformi dipendenti dal tempoz(,t) di un disco unitario su un dominio di flusso non limitato incognito, viene derivato un sistema infinito di equazioni differenziali ordinarie per i coefficienti di Laurent diz(,t). Viene trovata una classe di soluzioni esatte per il caso in cui la parte principale della velocità complessa del flusso dominante all'infinito è una polinomiale, ed è discusso il problema della formazione di una bolla lenticolare.

     

Turbulent boundary layer manipulation by outer-layer devices

A turbulent boundary layer manipulated by outer-layer devices has been studied. Experiments have been conducted in the 0.70 by 0.50 m² low speed wind tunnel of the Modesto Panetti Aeronautical Laboratory of the Politecnico di Torino. Mean values and turbulent quantities measured in the natural and manipulated boundary layers are shown for comparison. The mechanisms to explain the observed skin friction and turbulence reduction are discussed. The manipulator wake effect, consisting in decoupling the wall-region from the boundary layer outer-region, is stressed in the present results.

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Sommario Viene studiato uno strato limite turbolento manipolato, utilizzando la tecnica degli outer-layer devices. Gli esperimenti sono stati condotti nella galleria del vento 0.70×0.50 m² del Laboratorio di Aeronautica Modesto Panetti del Politecnico di Torino. Sono confrontati risultati relativi ai casi di flusso non manipolato e manipolato. Vengono discussi i meccanismi che conducono alla riduzione dello sforzo di attrito a parete e delle quantità turbolente; in particolare si punta l'attenzione sull'effetto decorrelante della scia del manipolatore.

     

New trends in the analysis of masonry structures

The modern theory of masonry structures has been set up on the hypothesis of no-tension behaviour, with the aim of offering a reference model, independent of materials and building techniques employed. This hypothesis gives rise to inequalities which have to be satisfied by the stress tensor components and, as a dual aspect, to the kinematic behaviour characteristics of media which can be classified as lying between solids and fluids: the structure of the masonry material consists of particles reacting elastically only when in contact. An examination of the plane-stress problem leads us to define, within the prescribed domain under admissible loads, three different subdomains with null, regular, or non-regular principal stress tensors, respectively. As the boundaries of such subdomains are not known a priori, the problem can be classified as a free boundary value problem. The analysis concerns mainly the subdomains where the stress tensor is non-regular; and a non-regularity condition det =0 is added to the equilibrium equations. This condition makes the stress problem isostatic and leads to a violation of Saint-Venant's compliance conditions on strains. Hence there is a need to introduce a strain tensor, not related to the stress tensor, which can be decomposed into an extensional component and a shearing component; we prove that such strains, of the class ^c, are similar to those of the theory of plastic flow. From the point of view of computational analysis the anelastic strains are considered as given distortions; they are computed by means of the Haar-Kármán principle, modified for computational purposes by an idea of Prager and Hodge.

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Sommario La moderna teoria delle strutture murarie, fondata sulla rigorosa non reagenza a trazione del materiale, ha lo scopo di fornire un modello di riferimento indipendente sia dalle caratteristiche del materiale sia dalle techniche costruttive impiegate. L'ipotesi di non reagenza a trazione si traduce in disuguaglianze che le componenti del tensore di stress devono verificare; dualmente il comportamento caratteristico cinematico può esser classificato di confine, come del resto la stessa statica, tra solidi e fluidi: la struttura ipotizzata del materiale muratura consiste di particelle che reagiscono solo se sono in contatto. L'esame del problema piano porta a definire all'interno del dominio di definizione tre differenti tipi di sub-regioni in cui lo stress è nullo, canonico, o singolare. Poiché le frontiere di queste sub-regioni non sono note a priori il problema può anche essere classificato di frontiera libera. L'analisi concerne fondamentalmente la sub-regione in cui il tensore è non regolare, perché deve verificare anche la condizione det =0. Ciò rende isostatico il problema e conduce anche alla violazione della condizione di integrabilità delle deformazioni. Questo passaggio può essere superato introducendo un tensore di deformazioni a tensioni nulle che si può decomporre in una componente estensionale ed in una componente di scorrimento; si dimostra che queste deformazioni sono equivalenti a quelle che intervengono nella Teoria del flusso plastico. Dal punto di vista computazionale le deformazioni anelastiche sono considerate come distorsioni impresse determinate attraverso il principio di Haar-Kármán modificato, per le techniche computazionali, su idee di Prager e Hodge.

     

On flow and stability of a Newtonian fluid past a rotating plane

An exact solution is given for the steady flow of a Newtonian fluid occupying the halfspace past the plane z=0 uniformly rotating about a fixed normal axis (Oz). This solution is obtained in a velocity field of the form considered by Berker [2] and can be deduced as a limiting case, as h+, of the solution to the problem relative to the strip 0zh imposing at z=h either the adherence boundary conditions or the free surface conditions. Furthermore, the stability of this flow, subject to periodic disturbances of finite amplitude, is studied using the energy method and the result is compared with those corresponding to stability of flows in the strip 0zh.

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Sommario In questa nota si mostra che-oltre alla calssica soluzione di von Karman [1] — esiste, per opportuni valori del gradiente di pressione all'infinito, una soluzione esatta per il moto stazionario di un fluido Newtoniano posto nel semispazio limitato dal piano z=0 uniformemente rotante attorno ad un asse ad esso perpendicolare (Oz). Tale soluzione, ottenuta sulla scia del lavoro di Berker [2], si può dedurre anche come limite, per h+, della soluzione del problema relativo alla striscia 0zh quando sul piano z=h si assegnano o le condizioni di aderenza o le condizioni di frontiera libera. Si studia poi la stabilità di tale moto rispetto a perturbazioni spazialmente periodiche di ampiezza finita col metodo dell'energia e si confronta il risultato ottenuto con quelli relativi alla stabilità dei moti nella striscia 0zh.

     

On elastic-plastic structures with associated stress-strain relations allowing for work softening

Summary For the elementary (finite or infinitesimal) constituents of the structure are assumed generalized stress-strain relations which satisfy the condition of normality but which may exhibit work-softening, concavity of yield surfaces, variation of elastic coefficients with stress and/or plastic strain.The usual phenomena of geometric instability are excluded. Sufficient conditions are formulated for overall stability in spite of the presence of unstable elements, and for uniqueness of the incremental boundary-values problem. Conditions are discussed with a view to applications and expressed in terms of positive definiteness of appropriate quadratic forms.Finally, yield surfaces and flow laws for the structure are examined, and among other things their necessary association is shown.

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Sommario Per i costituenti elementari (finiti o infinitesimi) della struttura si assumono legami incrementali tra sforzi e deformazioni generalizzati che soddisfano alla condizione di normalità ma che per il resto sono generici, cioè tali da presentare eventualmente incrudimento negativo, concavità del campo elastico, variazione dei coefficienti elastici con gli sforzi e/o con le deformazioni plastiche.Esclusi per il sistema i fenomeni usuali di instabilità geometrica si formulano condizioni sufficienti per la stabilità del complesso nonostante la presenza di parti a funzionamento instabile, e per l'unicità del problema incrementale al contorno. Le condizioni sono discusse in vista delle applicazioni ed espresse in termini di definizione positiva di forme quadratiche opportune.Si esaminano infine le superfici di snervamento e le leggi di scorrimento per l'intera struttura e, tra l'altro, se ne dimostra la necessaria associazione.

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First published in Italian in Rendiconti dell'Istituto Lombardo Classe Scienze e Lettere, A 100, 1966.The present investigation has been promoted and financed by the Consiglio Nazionale delle Ricerche (C.N.R.) at the Istituto di Scienza delle Costruzioni of the Facoltà di Architettura, Politecnico of Milano. Part of it was carried out at Brown University (Providence R. I. - U.S.A.). The author acknowledges with tanks the NATO Fellowship assigned by the C.N.R. in 1964, the encouragement and kind hospitality he received from Professor D.C. Drucker, and the interesting discussions he had with Professor Drucker and Dr. A. C. Palmer.     

A Method for Determining Model‐Structure Errors and for Locating Damage in Vibrating Systems

A method is proposed for the determination of natural frequencies and mode shapes of a system which is constrained so that unknown stiffnesses are replaced by rigid connections. The constraint is not imposed physically but only in mathematics so that the behaviour of the constrained system is inferred from the unconstrained measurements. Since stiffnesses which are made rigid cannot experience any elastic strain they can have no effect on the inferred measurements. A procedure for comparing the inferred measurements with similarly constrained finite element predictions can be used to determine modelstructure errors. Damage, such as a crack in a beam, can be located by comparing the inferred measurements from the structure in its undamaged and current states. It is demonstrated how unmeasured rotations may be constrained by using rigidbody modes and a reduction/expansion transformation from a finite element model.Sommario. Viene proposto un metodo per la determinazione delle frequenze proprie e dei modi di vibrazione di un sistema vincolato in modo tale che alcuni elementi elastici siano sostituiti da collegamenti rigidi. Il vincolo non viene imposto fisicamente, ma solo matematicamente, e pertanto il comportamento del sistema vincolato viene dedotto dalle misure sul sistema non vincolato. Poiché gli elementi che sono resi rigidi non possono subire alcuna deformazione elastica, essi non hanno certamente alcun effetto sulle misure dedotte per il sistema vincolato. Una procedura che mette a confronto le misure dedotte per il sistema vincolato con le previsioni fornite da un modello ad elementi finiti con analoghi vincoli, può essere utilizzata per determinare errori nella struttura del modello. Danni del tipo di una cricca su una trave possono essere localizzati confrontando le misure dedotte – per sistemi analogamente vincolati – da quelle effettuate sulla struttura non danneggiata e sulla struttura danneggiata. Si dimostra come si possono imporre vincoli sulle rotazioni (non misurate) utilizzando i modi di corpo rigido dell'elemento e una tecnica di riduzione/espansione dei gradi di libertà di un modello ad elementi finiti.     

Brittle to Quasi-Brittle Transition

Abstract. The present study focuses on the kinetic and non-deterministic aspects of the brittle to quasi-brittle transition. A solid is approximated by a lattice formed by the interacting continuum particles and the evolution of damage is estimated using particle dynamics. The onset of transition is measured by the rate of the change of correlation length. The proposed method is illustrated on the examples of creep rupture, strain localization and dynamic expansion of a circular void in a brittle plate.Sommario. Viene posta l'attenzione sugli aspetti cinetici e non deterministici della transizione dal comportamento fragile a quello quasi-fragile. Un solido viene approssimato da un reticolo formato da particelle interagenti e l'evoluzione del danno viene stimata tramite la dinamica delle particelle. L'inizio della transizione viene misurato tramite la variazione della lunghezza di correlazione. Il metodo proposto viene illustrato su esempi di rottura per creep, localizzazione della deformazione e l'espansione di un foro circolare in una piastra fragile.     

Bifurcation points of the elastic-plastic equilibrium in a simple frame model

Summary This is a study of the characteristics of equilibrium bifurcation in a geometrically symmetric simple frame model in which the beam is loaded symmetrically and gradually. The deformability of the model is concentrated in two Shanley cells for whose elements a nonholonomic bilinear force-lengthening (or force-contraction) relation is adopted.The equilibrium bifurcation characteristics of this model are compared with those of Shanley's uniformly stressed column model. The characteristics of the two models coincide when instantaneous plasticisation of the deformable elements for the frame model are assumed, as occurs in the column model. But with a succession of different plastic states as the load increases, differences emerge. The most important being: in the frame model the borderline between the interval of unstable bifurcation points and the interval of stable bifurcation points is not necessarily, as it is in the column model, marked by a neutral (stationary load) bifurcation point.

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Sommario S'indagano i caratteri della biforcazione dell'equilibrio di un modello di portale, simmetrico nella geometria e simmetricamente caricato sul traverso in modo graduale. La deformabilità del modello è concentrata in due celle alla Shanley, per i cui elementi si adotta una relazione bilineare anolonoma tra forze ed allungamenti (od accorciamenti).Si confrontano tali caratteri con quelli della biforcazione dell'equilibrio del ben noto modello di asta caricata di punta studiato da Shanley.Quando si ipotizzi, per il modello di portale, una plasticizzazione istantanea degli elementi deformabili (proprio come avviene nel modello di asta), si ha perfetta coincidenza dei caratteri in esame.All'opposto, quando si ipotizzi un succedersi di diversi stati plastici al crescere del carico, si constatano delle differenze; in particolare, per il modello di portale esiste la possibilità, a differenza di quanto avviene nel modello di asta, che non sia un punto di biforcazione neutra (a carico stazionario) a segnare il confine tra l'intervallo dei punti di biforcazione instabile e quello dei punti di biforcazione stabile.

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Study supported by the Plasticity Group of the National Research Council.     

First instabilities in the wake past a circular cylinder. Comparison of transient regimes with landau's model

Velocity measurements were carried out in the flow past a circular cylinder at Reynolds number ranging from 30 to 180 to study the genesis and the evolution of the first instabilities in the wake. Since the occurrence of aeroelastic coupling between flow and cylinder has been cause of debate about the results obtained in recent experiments on the subject, a great deal of care has been taken to avoid that coupling. We focused our attention on two points: the onset of the first instability and the transition from the low-speed to the high-speed oscillation mode. With regard to the second topic we can confirm the existence of a discontinuity in the relation between St and Re at Re90 even in the absence of any aeroelastic coupling. However, no band enlargements in the velocity spectrum, indicating the appearance of highly disorganized motion, were observed for Re varying through that discontinuity interval. To investigate the onset of the first periodic oscillation we performed measurements with a slowly varying Reynolds number by means of very small positive or negative accelerations. Our results indicate that in the neighborhood of the onset of the first oscillation the amplitude of the transient velocity fluctuations does not obey the so-called Landau model.

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Sommario Al fine di studiare la genesi e l'evoluzione delle prime instabilitá nelle scie si sono eseguite delle misure della velocitá nel flusso a valle di un cilindro circolare variando il numero di Reynolds tra 30 e 180. Poiché esiste, per questo tipo di esperimento, la possibilitá di ritrovarsi in una situazione di accoppiamento aeroelastico tra il cilindro ed il flusso, situazione tale da inficiarne l'attendibilitá e che é stata causa di dispute scientifiche sull'interpretazione dei risultati ottenuti nei piú recenti esperimenti sul soggetto, si é accuratamnete progettato l'esperimento in modo da escludere qualisiasi condizione suscettibile di innescare un tale accoppiamento. Si é concentrata l'attenzione su due punti principali: l'insorgere della prima instabilitá e la transizione tra il low-speed ed il high-speed oscillation mode. Per quel che concerne il secondo punto noi possiamo confermare l'esistenza di una discontinuitá nella relazione St=f(Re) quando il Re 90 anche in assenza di qualsiasi accoppiamneto aeroelastico. Inoltre, al variare del Re attraverso questa discontinuitá, non si é osservato nessun allargamento di banda nello spettro delle velocitá che potesse indicare l'apparire di un moto altamente disorganizzato. Per studiare la genesi della prima oscillazione periodica si sono eseguite delle misure al lento variare del Re per mezzo di piccolissime accelerazioni, sia positive che negative, impartite al campo di moto. I risultati ottenuti indicano che nelle vicinanze dell' insorgere della prima oscillazione l'ampiezza delle fluttuazioni transienti non obbedisce al modello di Landau.

     

A note on the transformation from companion to jordan canonical form for multivariable systems

Summary An algorithm for the transformation of generalized Companion forms for multivariable linear systems to Jordan form is considered.The procedure is based on a preliminary transformation to the corresponding maximum length chains canonical form (MLCGCF) and on knowledge of the eigenvalues and their multiplicity.

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Sommario Viene presentato un algoritmo per la trasformazione della matrice dinamica di sistemi lineari a più variabili di ingresso-uscita da forma companion generalizzata in forma di Jordan.Il procedimento è basato su una trasformazione preliminare in forma canonica a catene di massima lunghezza (MLCGCF) e sulla conoscenza degli autovalori e della loro multeplicità.

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This work was supported by CNR (Italian Council of Researches).     

A Stefan-type free boundary problem in a thermal switch

Summary We study a mathematical model of thermal switch in a glass under the Joule heating. We prove the existence of solutions for the free boundary problem related to the model. This problem is a Stefan-type problem with a source depending on the free boundary and the latent heat depending on the history of the free boundary.

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Sommario Si studia un modello matematico che descrive un fenomeno di cambiamento di fase in un vetro attraversato da una corrente elettrica. In particolare si dimostra l'esistenza di soluzioni per il problema a frontiera libera connesso con il modello. Questo problema è del tipo di Stafan, con sorgente funzione della frontiera libera e con calore latente che dipende dalla storia della frontiera.

     

Use of genetic algorithms for the design of rotors

The problem of finding an optimum shape for rotating discs is a classical one and has received considerable attention; in the present paper an attempt to use genetic algorithms is described.The problem of finding the constant stress profile by using genetic algorithms is tackled, firstly using the well known results of conventional methods. The problem of optimizing the shape of pierced discs is then attempted with results which are affected by strong stress concentrations, owing to simplifying assumptions in the stress analysis implicit in the so-called disc theory. This drawback is exactly the same which limits the usefulness of conventional solutions. In order to overcome this problem, particular formulations of the fitness function aimed to discourage shapes leading to strong stress concentrations are introduced, showing that profiles which lead to very favourable stress patterns when analysed using tri-dimensional methods can be obtained even with an optimization procedure essentially based on the disc theory. A profile of a disc flywheel with the rim and hub obtained using the genetic approach shows the results which can be obtained using this optimization technique.

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Sommario Il problema di ricavare il profilo ottimale per un disco rotante ha ricevuto in passato considerevole attenzione e soluzioni analitiche sono conosciute da circa un secolo. Scopo del presente lavoro è quello di illustrare un tentativo di soluzione basato sugli algoritmi genetici.Per prima cosa è affrontato il problema della definizione del disco di uniforme resistenza, ottenendo un profilo che coincide con la ben nota soluzione descritta in letteratura. Viene poi affrontata l'ottimizzazione di dischi forati, ottenendo profili che portano a forti concentrazioni di tensione, dovute alle ipotesi semplificative usate per il calcolo dello stato di tensione, generalmente note come teoria dei dischi. Per superare questo problema, che limita peraltro l'utilità delle soluzioni classiche, sono state introdotte formulazioni delle funzioni obiettive che scoraggiano profili che portano a forti concentrazioni di tensione. Si mostra cosi come sia possibile ottenere profili che, analizzati con procedure di calcolo tridimensionale, portano a distribuzioni di tensione molto favorevoli, anche operando con procedure di ottimizzazione basate essenzialmente sulla teoria dei dischi. Un volano a disco con mozzo e corona ottenuto mediante l'approccio genetico mostra i risultati che possono essere ottenuti attraverso questa tecnica di ottimizzazione.

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Symbols e kinetic energy - h thickness at radiusr - m mass - r radial coordinate - r _o outer radius - B parameter for constant stress profile - I _p performance index - difference between the maximum and minimum values of - density - stress - _c circumferential stress - _e equivalent stress - _r radial stress - nondimensional radial coordinate (=r/r _o ) - angular velocity     

A matrix theory of elastic-locking structures

Summary The theory developed exhibits the following peculiar features: structures are discretizised in finite elements, the constitutive laws piecewise linearized, the problem is split in a preliminary linear elastic solution and a corrective nonlinear subproblem; concepts and techniques of quadratic and linear programming theory are utilized. The main results are: for the analysis under given loads and dislocations, a pair of extremum theorems for locking stresses, corresponding to dual quadratic programs; for the limit analysis with respect to locking situations two already known theorems, which are here deduced from the solvability conditions of the above quadratic programs and formulated as dual linear programs. The extension of the results to imperfectly locking behavior is carried out. Some examples illustrate the solution techniques based on the theory expounded.

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Sommario Caratteristiche peculiari della teoria sviluppata sono: discretizzazione della struttura in elementi finiti, linearizzazione a tratti delle leggi costitutive, suddivisione del problema in una preliminare soluzione elastica lineare ed in una fase nonlineare correttiva, utilizzazione di concetti e tecniche della teoria delle programmazioni quadratiche e lineari.Si ottengono, per l'analisi di continui a deformabilità limitata soggetti a dati carichi e distorsioni, due teoremi di estremo corrispondenti a programmi quadratici negli sforzi di bloccaggio; per l'analisi limite al bloccaggio del sistema, due teoremi già noti, che qui si deducono dalle condizioni di solubilità dei precedenti programmi quadratici e si presentano in veste di programmi lineari duali. I risultati ottenuti vengono generalizzati ai casi definibili a deformabilità imperfettamente limitata. Alcuni esempi illustrano le tecniche risolutive che sorgono dalla teoria svolta.

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The study presented here forms part of a research program supported by the C.N.R.