Turbolenza e Fluidi Complessi

L’attività di ricerca riguarda lo studio della turbolenza come paradigma di sistema disordinato fortemente fuori dall’equilibrio. Le tecniche utilizzate sono sia di natura computazionale (risoluzione numerica diretta delle equazioni di Navier-Stokes per mezzo di metodi di tipo pseudo-spettrale) sia di natura analitico/perturbativa (metodi perturbativi rinormalizzati di tipo asintotico e gruppo di rinormalizzazione).

I principali problemi studiati riguardano le leggi di scala anomale e l’intermittenza per i quali il gruppo ha recentemente proposto una metodologia di calcolo del tutto innovativa che ha dato luce ad una nuova tecnica di misura delle proprietà statistiche a due punti della turbolenza, tecnica battezzata col nome di FIV (Fiber Image Velocimetry).

Il gruppo lavora anche allo studio dei processi di dispersione turbolenta, sia di tipo normale che anomala nonché allo studio delle interazioni tra gradi di libertà fluidodinamici ed elastici (di strutture elastiche immerse nei fluidi, ad esempio fibre elastiche) col fine ultimo di convertire in energia meccanica, e successivamente elettrica, l’energia cinetica di un fluido in movimento. Per tale attività il gruppo e’ risultato vincitore del progetto MINIERA finanziato ad INFN dalla Compagnia di San Paolo, progetto tuttora in corso.

Molto di recente il gruppo ha lavorato anche al problema della diffusione del COVID-19 per via aerea: e’ ormai assodato infatti che la diffusione del virus per via aerea costituisca il meccanismo dominante di contagio. Essendo le emissioni umane associate ad un puff di aria altamente turbolento (figura sotto), il fenomeno di trasporto e’ determinato interamente dalle proprietà del mezzo turbolento nonché dalle sue interazione con i processi evaporativi delle goccioline di saliva.

Staff:
Andrea Mazzino
Corrado Boragno

Postdocs:
Francesco Ferrari

Dottorandi:
Mattia Cavaiola