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Ingegneria computazionale e modellistica per materiali, strutture e tecnologie sostenibili

Il Corso di Laurea Magistrale in “Ingegneria computazionale e modellistica per materiali, strutture e tecnologie sostenibili” è finalizzato alla formazione di laureati dotati di competenze nell’ambito dei processi manifatturieri più avanzati, nell’uso di materiali innovativi per applicazioni d’avanguardia, di conoscenze di matematica per lo sviluppo e lo studio di strumenti di simulazione meccanica, particolarmente adatte al tessuto produttivo italiano a livello di piccola, media o grande impresa, alla gestione dei processi e delle tecnologie avanzate, con particolare attenzione ad aspetti di innovatività.

Il corso in sintesi

Durata
2 anni
Crediti
120
Coordinatore del corso
Ferdinando Auricchio
Area tematica
Ingegneria
Accesso
Libero
Lingua
Inglese Italiano
Classe di Laurea
LM-44 - Classe delle lauree magistrali in Modellistica matematico-fisica per l'ingegneria
Dipartimento
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E ARCHITETTURA
Sede
PAVIA - Università degli Studi

Descrizione obiettivi formativi specifici

Il corso di Laurea Magistrale in “Ingegneria computazionale e modellistica per materiali, strutture e tecnologie sostenibili” ha l'obiettivo di formare specialisti in metodi computazionali e tecniche modellistiche per lo studio di problematiche ed applicazioni di chiaro interesse ingegneristico, con un particolare riferimento a materiali avanzati, strutture complesse e tecnologie innovative, fornendo approfondite conoscenze interdisciplinari volte allo sviluppo e gestione di soluzioni sostenibili. Accanto alle conoscenze in matematica, fisica, chimica ed ingegneria dei materiali, il corso di laurea è finalizzato a fornire competenze specifiche nell'ambito di metodi computazionali, materiali innovativi, progettazione di strutture complesse, tecnologie e processi manifatturieri sostenibili. Più specificamente, i laureati del corso di Laurea Magistrale in questione acquisiranno conoscenze di dettaglio relative alle seguenti aree tematiche: - Metodi di simulazione numerica, comprensiva di approfondimenti di fondamenti di matematica analitica e matematica numerica, con particolare attenzione allo sviluppo e gestione di algoritmi computazionali, ad esempio per problemi di ottimizzazione funzionale di componenti, metodologie computazionali per lo studio di problemi al continuo, possibilmente in presenza di multi-campo o multi-fisiche accoppiate, in grado di permettere ai sistemi in esame comportamenti strutturali complessi, con particolare attenzione a problemi solidi, fluidi, interazione fluido-struttura, ma anche con interesse verso problemi elettromagnetici, trasformazioni di fase, reazione chimiche; - Materiali innovativi e processi sostenibili, che include fondamenti delle metodologie tipiche della fisica e della chimica volte alla comprensione del comportamento dei solidi e dei materiali in generale, con correlazioni tra i vari livelli strutturali e le proprietà, alla caratterizzazione chimica e fisica, alla funzionalizzazione dei materiali stessi e dei manufatti corrispondenti, con particolare attenzione alle sostenibilità dei processi; - Processi manifatturieri, con approfondimenti nel campo dei processi, trattamenti, tecnologie di sviluppo, produzione, lavorazione e trasformazione dei materiali, in particolare polimerici, metallici e ceramici, con particolare riferimento al settore della manifattura additiva, quale tecnologia di crescente rilievo nel settore produttivo attuale, ed al suo abbinamento a quella sottrattiva. Il percorso formativo del corso di Laurea Magistrale è costituito da attività caratterizzanti delle discipline matematiche, fisiche e informatiche, per un minimo di 18 crediti, in particolare con insegnamenti di analisi matematica, analisi numerica e fisica dei materiali, e da attività caratterizzanti delle discipline ingegneristiche, per un minimo di 27 crediti, in particolare con insegnamenti di meccanica dei solidi e delle strutture e scienza e tecnologie dei materiali. Per dare maggiore visibilità alle diverse connotazioni derivate dalla scelta delle attività affini, sono previsti specifici percorsi che si differenziano nel secondo anno accademico, focalizzati rispettivamente sulle tematiche della meccanica ed ingegneria computazionale, tecnologie sostenibili, manifattura additiva e ingegneria dei materiali. Il corso di Laurea Magistrale pone grande attenzione alla frequenza di laboratori, incentrati sull'acquisizione di competenze da mettere poi a servizio della risoluzione di problemi di carattere progettuale applicativo o industriale. Saranno anche promossi internati di tesi presso le aziende con le quali sono già attive collaborazioni di ricerca. Questa impostazione permetterà agli studenti di poter intraprendere un primo contatto con il mondo aziendale e di gettare le basi per un efficace inserimento lavorativo a conclusione del percorso di studi. Inoltre, particolare importanza è data al consolidamento degli inquadramenti teorici e delle metodologie ed al confronto con strumentazione e tecnologie moderne, in modo che la preparazione fornita non sia soggetta a rapida obsolescenza e consenta di affrontare con sicurezza anche problemi nuovi fornendo gli strumenti per seguire nel tempo i necessari aggiornamenti. Considerato il contesto globalizzato in cui opera la grande maggioranza delle aziende, ci sarà attenzione a rendere gli studenti capaci di acquisire nozioni e di relazionare in inglese. Per tale motivo il corso di Laurea Magistrale prevede già alcuni insegnamenti tenuti interamente o in parte in lingua inglese. Questa previsione di insegnamento ibrido tra italiano e inglese consentirà agli studenti di migliorare le loro capacità di operare ed apprendere in un contesto internazionale, oltre ad aumentare l'attrattività di tali insegnamenti per la partecipazione di studenti stranieri. Il corso di Laurea Magistrale mira, inoltre, a fornire le conoscenze su cui basare eventuali successivi approfondimenti nell'ambito di studi avanzati quali Master di Secondo Livello e Dottorato di Ricerca. In particolare, il percorso formativo del primo anno si focalizza su attività formative caratterizzanti delle discipline matematiche, fisiche e informatiche, quali: - analisi matematica e numerica, con attenzione rispettivamente a principi variazionali, equazioni differenziali ordinarie, sistemi dinamici, introduzione alle equazioni alle derivate parziali ovvero a modellistica numerica per problemi ai limiti, principalmente del tipo diffusione-reazionetrasporto, con attenzione alle proprietà di stabilità e convergenza dei metodi di soluzione numerica; - fisica dei materiali, dove si partirà con un azzeramento sui campi di forze meccaniche, elettriche e magnetiche, proseguendo con lo studio delle strutture cristallografiche e dei legami chimici per materiali solidi, arrivando a trattare proprietà meccaniche, elettroniche e ottiche dei materiali stessi. Il percorso formativo del primo anno prevede anche attività caratterizzanti delle discipline ingegneristiche, quali: - caratterizzazione meccanica dei materiali ed il legame delle loro proprietà con i parametri che governano i processi di produzione e trasformazione; - proprietà meccaniche, strutturali e funzionali dei materiali con acquisizione delle metodologie per la modellizzazione degli stessi, con esperienze dirette di laboratorio per la loro caratterizzazione; - statica e dinamica dei solidi e delle strutture, introducendo equazioni fondamentali per la loro descrizione, principio dei lavori virtuali, principi variazionali classici, anche in regime di grandi spostamenti; - elementi di metodi computazionali, sia con lo sviluppo in proprio di codici di calcolo sia attraverso l'uso di piattaforme commerciali per lo studio e la progettazione di componenti nell'ambito di problemi industriali. Il percorso formativo prosegue con un secondo anno nel quale si propongono percorsi differenziati, focalizzati su attività prevalentemente affini, per permettere allo studente approfondimenti in diversi ambiti, quali: - metodologie computazionali per la progettazione di materiali, metodologie di simulazione e progettazione avanzata per componenti strutturali, metodi numerici per l'ottimizzazione di componenti strutturali; - processi manifatturieri sostenibili, nonché processi rivolti alla gestione dell'energia, tra cui fotovoltaico, impianti di energia solare e di energia da biomasse, chimica verde, metodi computazionali per la chimica bio-organica, studio di problemi di sostenibilità. - manifattura additiva (per polimeri, fibro-rinforzati, tecnopolimeri, metalli) e progettazione in grado di combinare processi additivi e sottrattivi, completando anche le conoscenze con le relative metodologie di simulazione e progettazione avanzata; - materiali innovativi, in grado di svolgere il ruolo di sensori ed attuatori, utilizzo avanzato di materiali in vari settori anche di ambito biologico.

Sbocchi professionali

Esperto in ingegneria computazionale e modellistica per materiali, strutture e tecnologie sostenibili Gli ambiti tipici di attività sono quelli dell'innovazione e dello sviluppo della produzione, della progettazione avanzata, dell'organizzazione e gestione di sistemi complessi, e della qualificazione e diagnostica dei materiali. In particolare, i laureati magistrali in “Ingegneria computazionale e modellistica per materiali, strutture e tecnologie sostenibili” troveranno impiego nell'industria meccanica, aeronautica e aerospaziale, del packaging, chimica, biomedicale, nel settore agro-alimentare, dell'energia, dell'edilizia e dei beni culturali. Altri sbocchi lavorativi della figura professionale sono i laboratori e i centri di ricerca e sviluppo di aziende e enti pubblici e privati, la libera professione. Potranno, pertanto, svolgere: - attività professionali altamente qualificate in ambiti correlati con varie discipline dell’ingegneria; - attività di ricerca applicata di area ingegneristica in centri di ricerca pubblici e privati; - attività di coordinamento, controllo e gestione di strutture di ricerca applicata e di innovazione tecnologica, in ambito sia pubblico sia privato; - attività di promozione e sviluppo dell'innovazione tecnologica, di gestione e progettazione delle tecnologie.

Conoscenze richieste per l'accesso

Per l'ammissione al corso di Laurea Magistrale è richiesto il possesso della Laurea (ivi compresa quella conseguita secondo l’ordinamento previgente al DM 509/1999 e successive modificazioni e integrazioni) o del diploma universitario di durata triennale ovvero di altro titolo di studi conseguito all'estero, riconosciuto idoneo dai competenti Organi dell'Università. I requisiti curriculari prevedono il possesso della Laurea nelle seguenti classi dell’Ingegneria ex DM 270/2004 e nelle corrispondenti classi ex DM 509/1999: Settore civile ambientale: classe L-7 Ingegneria civile e ambientale; Settore dell'Informazione: classe L-8 Ingegneria dell'informazione; Settore industriale: classe L-9 Ingegneria industriale. Agli studenti che si iscriveranno al corso di Laurea Magistrale è richiesto anche il possesso dei seguenti prerequisiti curriculari in ingresso: - conoscenza della lingua inglese almeno pari al livello B2 per consentire la comprensione e la partecipazione alle attività formative erogate in lingua inglese; - possesso di un numero minimo di 36 CFU nelle materie di ambito matematico, fisico e chimico (SSD MAT/05; MAT/08; FIS/03) - possesso di almeno 45 CFU nelle materie ingegneristiche (SSD ICAR/01; ICAR/02; ICAR/07; ICAR/08; ICAR/09; ING-IND/06; ING-IND/10; ING-IND/11; ING-IND/13; ING-IND/14; ING-IND/16; ING-IND/17; ING-IND/21; ING-IND/22; ING-IND/23; ING-IND/24; ING-IND/31; ING-IND/32; ING-IND/33; ING-IND/34; ING-IND/35; ING-INF/04; ING-INF/05; ING-INF/07; INF/01). L’ammissione al corso di Laurea Magistrale è inoltre subordinata alla verifica dell’adeguatezza della personale preparazione del candidato, con criteri e modalità fissati nel Regolamento Didattico.