Metodi numerici per l'ingegneria chimica: risolvere PDE

I sistemi di ingegneria chimica, dagli scambiatori di calore ai reattori chimici, si basano in gran parte su fenomeni di trasporto descritti da equazioni alle derivate parziali (PDE).Comprendere come impostare, discretizzare e risolvere queste equazione numericamente è essenziale per l'analisi ingegneristica moderna. Questo corso basato su testo ti guida dai concetti matematici fondamentali all'implementazione di pratici risolutori numerici. Passando dalle equazioni teoriche all'esecuzione di simulazioni pulite e strutturate di processi chimici reali, imparerai a tradurre i fenomeni di trasporto in modelli numerici risolvibili. Cosa imparerai: - Comprendere la classificazione delle PDE (paraboliche, ellittiche e iperboliche) e il loro significato fisico nei processi di trasporto - Applicare metodi a differenza finita per discretizzare derivate spaziali e temporali - Implementa algoritmi numerici in Python utilizzando librerie moderne come NumPy e SciPy - Risolvere numericamente i problemi di conduzione del calore transitorio e di diffusione di massa - Analizzare i criteri di stabilità e convergenza numerica per schemi espliciti e impliciti - Impostare condizioni al contorno appropriate per confini di ingegneria chimica realistici Questo corso inizia con le definizioni fondamentali di PDE e teoria dell'approssimazione numerica prima di introdurre tecniche di discretizzazione.Poi progredirai attraverso spiegazioni di testo strutturato e implementazioni di codice, applicando le tue conoscenze a scenari ingegneristici classici come il trasferimento di calore e il trasporto di massa. Questo corso è progettato per studenti universitari di ingegneria chimica, ingegneri praticanti e ricercatori che vogliono costruire una solida base nella modellazione numerica.Non è richiesta alcuna esperienza di programmazione avanzata o analisi numerica.