Dipartimento di Matematica

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lunedì 24 ottobre - ore 17:30 - Aula Rogers

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oct 10 mon 2022

MOX Seminar
Antonio Cicone, Mathematics for Signal Processing: new results and open challenges, 10-10-2022, 14:00
- MOX Seminar
- Antonio Cicone
- Department of Information Engineering, Computer Science and Mathematics, University of L'Aquila
- Mathematics for Signal Processing: new results and open challenges
- Monday, 10 October 2022 at 14:00
- Aula Saleri - Dipartimento di Matematica
- Abstract
  
  In many applied fields of research, like Geophysics, Medicine, Engineering, Economy, and Finance, to mention a few, classical challenging problems are the identification of hidden information and features contained in a given signal, like quasi-periodicities and frequency patterns, as well as the extraction of all the different components contained in it.
  Standard methods based on Fourier and Wavelet Transform, historically used in Signal Processing, proved to be limited in the presence of nonlinear and non-stationary phenomena. For this reason, in the last two decades, several new nonlinear methods have been developed by many research groups around the world, and they have been used extensively in several applied fields of research.
  In this talk, we will briefly review the pioneering technique Hilbert-Huang Transform (a.k.a. Empirical Mode Decomposition method) and discuss its known limitations. Then, we will introduce the Iterative Filtering technique and its generalizations to handle multidimensional, multivariate, or highly non-stationary signals, as well as the newly developed time-frequency representation called IMFogram. We will discuss these methods theoretical and numerical properties and show their applications to real-life data.
  We will conclude the talk by reviewing the main limitations of these techniques and open challenges in this research field.
  Contatto: roberto.piersanti@polimi.it
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568

oct 14 fri 2022

MOX Colloquia
Anthony T. Patera, Perspectives on Engineering Estimation via the Heat Transfer Dunking Problem, 10-14-2022, 14:00

MOX Colloquia
Anthony T. Patera
Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology
Perspectives on Engineering Estimation via the Heat Transfer Dunking Problem
Friday, 14 October 2022 at 14:00
Online seminar: mox.polimi.it/mox-seminars/?id_evento=2185
Abstract

We consider the dunking problem: a solid body, initially at thermal equilibrium in a first environment at temperature Ti, is abruptly placed - “dunked” - at time t = 0 in a second environment, characterized by farfield fluid/enclosure temperature Too. The Quantities of Interest (QoI) describe the spatial distribution of the temperature as a function of time.
The high-fidelity mathematical model for the dunking problem - a very detailed conjugate heat transfer formulation - is not practical for typical engineering studies. However, the QoI can be predicted, inexpensively and reasonably accurately, by well-established engineering Estimation procedures: simplification of the high-fidelity mathematical model; subsequent approximate solution of the simplified mathematical model, often informed by archived experimental data.
In this talk we present error estimates for the engineering Estimation QoI predictions.
In fact, dunking is one example of a heat transfer problem class: a problem description for which the instances arise - in response to a particular ubiquitous need - very often in practice. Other heat transfer problem classes include wall and fin, each of which also admit Estimation procedures and associated error estimates. The collective scope of the problem classes in concert with the guidance provided by the error estimates can ultimately be incorporated in an autonomous heat transfer Estimation framework. We close with a preliminary demonstration of autonomous heat transfer Estimation: the software (a) accepts a non-prescriptive problem statement in the form of English text and an associated geometry figure, (b) identifies and instantiates the appropriate heat transfer problem class, (c) develops the simplified mathematical model and associated approximate solution, the latter incorporating asymptotic techniques as well as computational and experimental data, and (d) provides a summary of the Estimation QoI prediction and associated justifications.

Acknowledgements: work performed in collaboration with Kento Kaneko, MIT, Claude Le Bris, ENPC, Max Kessler, MIT (2020), and undergraduate students in MIT heat transfer subject 2.51; work funded by the Office of Naval Research, grant monitor Reza Malek-Madani.

Contatto: alfio.quarteroni@polimi.it

Anthony T. Patera

Anthony T. Patera is Professor of Mechanical Engineering and Ford Professor of Engineering at the Massachusetts Institute of Technology (MIT). Professor Patera received his SB and SM degrees in Mechanical Engineering and his PhD degree in Applied Mathematics, all from MIT. Professor Patera’s research interests include fluid dynamics and heat transfer, partial differential equations, variational techniques, computational methods, model reduction, and numerical analysis.

Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568

oct 17 mon 2022

MOX Seminar
Giulia Scalet, When shape memory polymers meet 4D printing: challenges, advances, and perspectives in material modeling and simulation, 10-17-2022, 15:30
- MOX Seminar
- Giulia Scalet
- Department of Civil Engineering and Architecture, University of Pavia
- When shape memory polymers meet 4D printing: challenges, advances, and perspectives in material modeling and simulation
- Monday, 17 October 2022 at 15:30
- Aula Saleri - MOX - Dipartimento di Matematica
- Abstract
  
  In recent years, 4D printing has emerged as an innovative manufacturing approach that combines 3D printing and stimuli-responsive materials to produce objects with complex geometries and capable of transforming themselves over time (the 4th dimension) after being manufactured, under the application of an external stimulus.
  Particularly, the shape memory effect in polymers is a stimuli-responsive feature that is attracting more and more attention in 4D printing, thanks to its potential in producing innovative structures with customized architectures and programmable behavior. The latter is a highly demanded feature in several fields since it allows the structure to adapt to the application needs or to dynamic environmental variables.
  To bring this technology closer to application, material modeling, numerical simulations, and optimization approaches are of particular importance. However, they represent a fundamental, but challenging and currently under-developed topic due to the tight connection between process, nonlinear material behavior, and the final design.
  This talk will present our recent modeling, computational, and experimental efforts to achieve programmability in light- and thermo-responsive shape memory polymers manufactured via 4D printing. A special focus will be given to the macroscopic phenomenological modeling of the SME in polymers, combined with finite element analysis and density-based topology optimization. Recent application examples and future perspectives will be discussed, with a special focus on soft actuators, metamaterials, pharmaceutical devices, and tissue engineering.
  
  Contatto: pasquale.ciarletta@polimi.it
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568
oct 21 fri 2022

MOX Seminar
Alberto Lovison, Earthquakes, lab-quakes, and a seismology perspective on bursty human dynamics, 10-21-2022, 10:15
- MOX Seminar
- Alberto Lovison
- Dipartimento di Matematica, Politecnico di Milano
- Earthquakes, lab-quakes, and a seismology perspective on bursty human dynamics
- Friday, 21 October 2022 at 10:15
- Aula Saleri - MOX - Dipartimento di Matematica
- Abstract
  
  It has been shown in recent years that there are deep analogies between some well-known
  statistical properties of earthquakes (km-scale phenomena), such as the Gutenberg-Richter, the
  Omori, and the productivity laws, and the avalanche statistics observed in fracture and plasticity in
  materials science (”lab-quakes”, mm- and micron- scale phenomena). Similar statistical regularities
  have also been observed in the bursty behavior of financial markets. I will report on current work
  which extends this perspective also to the analysis of bursty human dynamics, specifically of long-
  term written communication (email) data. In these, we observe scaling regularities strikingly similar
  to the above-mentioned ones in earthquakes and lab-quakes, a possible indication of universal
  features exhibited by the dynamics of complex systems heterogeneous in space and time.
  
  Contatto: anna.scotti@polimi.it
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568
oct 24 mon 2022

Seminar
Maryna Viazovska (Fields Medal 2022), TBA, 10-24-2022, 17:30
- Seminar
- Maryna Viazovska (Fields Medal 2022)
- EPFL, Lausanne
- TBA
- Monday, 24 October 2022 at 17:30
- Aula Rogers
- Abstract
  
  Abstract will follow. To participate in presence, please register using the link
  
  forms.office.com/r/8HQCMBnec5
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568
oct 26 wed 2022

Seminar
Francesco Malaspina, Il dualismo globale-locale in amore come in topologia, 10-26-2022, 15:00
- Seminar
- Francesco Malaspina
- Dipartimento di Scienze Matematiche, Politecnico di Torino
- Il dualismo globale-locale in amore come in topologia
- Wednesday, 26 October 2022 at 15:00
- Aula seminari VI piano
- Abstract
  
  I matematici sono piuttosto concordi nell'affermare che la matematica è bellezza, poesia e fantasia. Possiamo dire che gli oggetti matematici non solo hanno a che fare con l'arte, ma sono essi stessi opere d'arte. Proporremo un percorso didattico interdisciplinare tra matematica, arte, poesia e altri settori del sapere. I primi concetti topologici di punto interno e di frontiera saranno il pretesto per considerazioni di educazione civica. Il grafico dell'arcotangete ci condurrà agli omeomorfismi e ad incontri d'amore mentre il romanzo "la storia infinita" sarà lo spunto per parlare di compattificazione e proiezione stereografica.
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568
nov 09 wed 2022

Seminar
Caterina Bassi, Matematica per scenari: un percorso didattico di modellistica matematica, 11-09-2022, 15:00
- Seminar
- Caterina Bassi
- Dipartimento di Matematica, Politecnico di Milano
- Matematica per scenari: un percorso didattico di modellistica matematica
- Wednesday, 9 November 2022 at 15:00
- Sala Consiglio VII piano
- Abstract
  
  Il seminario riporta e analizza un’esperienza didattica attuata in una classe quarta di liceo scientifico e progettata con lo scopo di sviluppare le competenze di modellistica matematica. Il percorso didattico trae origine da un problema autentico che ha consentito agli studenti di vestire in prima persona i panni del ricercatore matematico. La specifica attività didattica permetterà di introdurre il ciclo della modellistica come strumento per la progettazione e l’analisi dell’efficacia di un approccio didattico per competenze. Durante il seminario saranno presentati ulteriori percorsi didattici di modellistica matematica disponibili nel MOOC “Matematica per scenari” (accessibile sulla piattaforma POK www.pok.polimi.it), accompagnati da dettagliate indicazioni metodologico-didattiche.
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568
nov 16 wed 2022

Seminar
Marco Caroccia, Il problema isoperimetrico da Didone alle bolle di sapone: anatomia di una dimostrazione., 11-16-2022, 15:00
- Seminar
- Marco Caroccia
- Dipartimento di Matematica, Politecnico di Milano
- Il problema isoperimetrico da Didone alle bolle di sapone: anatomia di una dimostrazione.
- Wednesday, 16 November 2022 at 15:00
- Sala Consiglio VII piano
- Abstract
  
  In che modo devo disporre una corda per abbracciare la più ampia area possibile? L'antico dilemma di Didone (Eneide Libro I, vv. 365-368) costituisce uno dei più antichi problemi del calcolo delle variazioni. Questo problema si nasconde sotto mentite spoglie in moltissimi contesti fisici, il più sorprendente di tutti: la geometria delle bolle di sapone. Nonostante l'intuito suggerisca che la soluzione è il cerchio, una dimostrazione sufficientemente generale è sfuggita per molti anni e solo in epoca recente si è potuti pervenire ad una prova completa di questo fatto. Il seminario si propone di illustrare in modo semplice il problema e le maggiori difficoltà che si incontrano nel cercare di provare questo risultato. In questo senso il problema costituisce un eccellente esempio per illustrare il concetto di "dimostrazione matematica" e la sua importanza come strumento di comprensione del mondo.
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568
nov 23 wed 2022

Seminar
Pietro Di Martino, Promuovere le competenze matematiche: pratiche e riflessioni per la scuola secondaria, 11-23-2022, 15:00
- Seminar
- Pietro Di Martino
- Dipartimento di Matematica, Università di Pisa
- Promuovere le competenze matematiche: pratiche e riflessioni per la scuola secondaria
- Wednesday, 23 November 2022 at 15:00
- Sala Consiglio VII piano
- Abstract
  
  Riflettere sugli obiettivi del percorso formativo è cruciale per sviluppare singole attività coerenti e funzionali. Durante il seminario rifletteremo e discuteremo su quali competenze l'educazione matematica dovrebbe promuovere, quali le difficoltà a raggiungere gli obiettivi formativi che ci poniamo con gli studenti rispetto a tali competenze, quali le possibili strategie didattiche.
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568
nov 28 mon 2022

MOX Seminar
Ana Budisa, Solvers for Multiphysics Problems in Brain Biomechanics, 11-28-2022, 10:00
- MOX Seminar
- Ana Budisa
- Simula Research Laboratory, Oslo, Norway
- Solvers for Multiphysics Problems in Brain Biomechanics
- Monday, 28 November 2022 at 10:00
- Aula Saleri - MOX - Dipartimento di Matematica
- Abstract
  
  We are interested in reliable simulations of some biophysical processes in the brain, such as blood flow and metabolic waste clearance. Modeling those processes results in interface-driven multiphysics problems that can be coupled across dimensions. However, the complexity of the interface coupling often deteriorates the performance of standard methods to finding the numerical solution. Therefore, we derive preconditioners and solution techniques which target specifically such multiphysics problems for order
  optimal solving performance.
  The coupling that enforces constraints on the interface can primarily be imposed in two ways – with or without a Lagrange multiplier. In the former, the well-posedness of the system of equations is given in fractional Sobolev spaces weighted by material parameters. Therefore, the robust preconditioners for the interface problems are represented as a sum of fractional Laplacians that can include both negative and positive fractionalities. To handle fractional operators numerically, we implement methods based on the
  rational approximation. For the systems without a Lagrange multiplier, we focus on solvers based on algebraic multigrid method with custom smoothers that preserve the coupling information on each coarse level. We prove that, for the two-level setting, we obtain convergence that is independent of the
  mesh and material parameters.
  In both approaches, we show parameter-independence and scalability with regards to number of the degrees of freedom of the system. This is demonstrated on several numerical examples on realistic geometries, such as the viscous-porous flow coupling of the cerebrospinal fluid or the mixeddimensional
  model of flow in vascularized brain tissue.
  
  Contatto: paola.antonietti@polimi.it
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568
dec 14 wed 2022

Seminar
Chiara Andrà, Rosa Iaderosa, Rappresentazioni e problem-solving, 12-14-2022, 15:00
- Seminar
- Chiara Andrà, Rosa Iaderosa
- Università del Piemonte Orientale, Rally Matematico Transalpino
- Rappresentazioni e problem-solving
- Wednesday, 14 December 2022 at 15:00
- Aula seminari VI piano
- Abstract
  
  Il seminario si propone di analizzare rappresentazioni esterne spontanee o indotte messe in atto da studenti durante la risoluzione di problemi. Le rappresentazioni esterne possono fare da ponte per l’elaborazione di una strategia risolutiva. A volte si trovano schemi personali che riflettono il processo di pensiero utilizzato. Spesso esse sostituiscono anche un’esplicitazione verbale del processo risolutivo, o comunque coesistono con questa in un intreccio tra registro verbale e iconico, o grafico-simbolico. Durante il seminario saranno analizzate le risposte degli studenti con lo scopo di fornire indicazioni didattiche durante attività di problem-solving.
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568
jan 18 wed 2023

Seminar
Orazio Puglisi, Paradossi dei sistemi elettorali, 01-18-2023, 15:00
- Seminar
- Orazio Puglisi
- Dipartimento di Matematica e Informatica "U. Dini", Università di Firenze
- Paradossi dei sistemi elettorali
- Wednesday, 18 January 2023 at 15:00
- Sala Consiglio VII piano
- Abstract
  
  L’idea di “democrazia” che è ormai ben radicata dentro ciascuno di noi, spesso ci porta a considerare la questione dei sistemi elettorali (ovvero metodi per ottenere, a partire dalle preferenze degli individui di una certa popolazione, una lista di preferenze unica) con una certa leggerezza. Invece, appena si approfondisce la teoria dei sistemi di voto, ci si imbatte immediatamente in situazioni paradossali e problemi imprevisti, quasi sempre di difficile soluzione. Inizieremo questa conferenza discutendo alcuni dei principali problemi e paradossi che si presentano nella progettazione di un sistema elettorale. Nella parte finale ci occuperemo di un problema di diversa natura, ma di notevole importanza, ovvero quello della definizione “imparziale” dei collegi elettorali.
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568
feb 01 wed 2023

Seminar
Marco Beghi, La rivoluzione cosmologica del XVI e XVII secolo: il suo sviluppo e la sua affermazione., 02-01-2023, 15:00
- Seminar
- Marco Beghi
- Dipartimento di Energia, Politecnico di Milano
- La rivoluzione cosmologica del XVI e XVII secolo: il suo sviluppo e la sua affermazione.
- Wednesday, 1 February 2023 at 15:00
- Sala Consiglio VII piano
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568
feb 15 wed 2023

Seminar
Alberto Saracco, “A cosa serve la matematica?” e altre domande che sente ogni insegnante., 02-15-2023, 15:00
- Seminar
- Alberto Saracco
- Dipartimento di Scienze matematiche, fisiche e informatiche; Università di Parma
- “A cosa serve la matematica?” e altre domande che sente ogni insegnante.
- Wednesday, 15 February 2023 at 15:00
- Sala Consiglio VII piano
- Abstract
  
  “A cosa serve la matematica?” Qual è quel docente che non si è mai sentito rivolgere questa domanda? Spesso è una domanda provocatoria, posta dallo studente più "simpatico" della classe. Ma a volte è una domanda sincera, posta da uno sconosciuto in treno. Solitamente siamo troppo stanchi o demoralizzati per rispondere a questa domanda. Ovviamente la matematica è utilissima, nel mondo di oggi, pieno di dati e in cui ogni aspetto della vita è intrecciato ad applicazioni, banali o profonde della matematica. Forse però vale la pena di soffermarsi un attimo in più su tale domanda e cercare di sviscerarla meglio...
  Cosa vuol dire "a cosa serve la matematica?"?
  La matematica pura è utile?
  Perché i politici devono sapere la matematica?
  A cosa serve a me la matematica?
  L'utilità della matematica è interessante per chi la studia?
  Nel seminario più che fornire le mie personali risposte proverò a dare un po' di materiale per pensarci su. Spero possa essere utile per avere qualche idea in più la prossima volta che sentirete queste o altre domande...
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Matematica edificio 14, via Giuseppe Ponzio 31/P, 20133 Milano - Telefono: +39 02 2399 4505 - Fax: +39 02 2399 4568