CLAUDIO CANUTO – författare

12-month access eTextbook

This English version of the clear, rigorous and complete Italian textbook of Mathematical Analysis reflects a two-decade teaching practice.

Since the publication of "Spectral Methods in Fluid Dynamics", spectral methods, particularly in their multidomain version, have become firmly established as a mainstream tool for scientific and engineering computation. While retaining the tight integration between the theoretical and practical aspects of spectral methods that was the hallmark of the earlier book, Canuto et al. now incorporate the many improvements in the algorithms and the theory of spectral methods that have been made since 1988. The initial treatment Fundamentals in Single Domains discusses the fundamentals of the approximation of solutions to ordinary and partial differential equations on single domains by expansions in smooth, global basis functions. The first half of the book provides the algorithmic details of orthogonal expansions, transform methods, spectral discretization of differential equations plus their boundary conditions, and solution of the discretized equations by direct and iterative methods. The second half furnishes a comprehensive discussion of the mathematical theory of spectral methods on single domains, including approximation theory, stability and convergence, and illustrative applications of the theory to model boundary-value problems. Both the algorithmic and theoretical discussions cover spectral methods on tensor-product domains, triangles and tetrahedra. All chapters are enhanced with material on the Galerkin with numerical integration version of spectral methods. The discussion of direct and iterative solution methods is greatly expanded as are the set of numerical examples that illustrate the key properties of the various types of spectral approximations and the solution algorithms.

A companion book "Evolution to Complex Geometries and Applications to Fluid Dynamics" contains an extensive survey of the essential algorithmic and theoretical aspects of spectral methods for complex geometries and provides detailed discussions of spectral algorithms forfluid dynamics in simple and complex geometries. 

Spectral methods, particularly in their multidomain version, have become firmly established as a mainstream tool for scientific and engineering computation. While retaining the tight integration between the theoretical and practical aspects of spectral methods that was the hallmark of their 1988 book, Canuto et al. now incorporate the many improvements in the algorithms and the theory of spectral methods that have been made since then.

This second new treatment, Evolution to Complex Geometries and Applications to Fluid Dynamics, provides an extensive overview of the essential algorithmic and theoretical aspects of spectral methods for complex geometries, in addition to detailed discussions of spectral algorithms for fluid dynamics in simple and complex geometries. Modern strategies for constructing spectral approximations in complex domains, such as spectral elements, mortar elements, and discontinuous Galerkin methods, as well as patching collocation, are introduced, analyzed, and demonstrated by means of numerous numerical examples. Representative simulations from continuum mechanics are also shown. Efficient domain decomposition preconditioners (of both Schwarz and Schur type) that are amenable to parallel implementation are surveyed. The discussion of spectral algorithms for fluid dynamics in single domains focuses on proven algorithms for the boundary-layer equations, linear and nonlinear stability analyses, incompressible Navier-Stokes problems, and both inviscid and viscous compressible flows. An overview of the modern approach to computing incompressible flows in general geometries using high-order, spectral discretizations is also provided.

The recent companion book Fundamentals in Single Domains discusses the fundamentals of the approximation of solutions to ordinary and partial differential equations on single domains by expansions in smooth, global basis functions. The essential concepts and formulas from this book are included in thecurrent text for the reader’s convenience.

This volume aims to disseminate a number of new ideas that have emerged in the last few years in the field of numerical simulation, all bearing the common denominator of the "multiscale" or "multilevel" paradigm. This covers the presence of multiple relevant "scales" in a physical phenomenon; the detection and representation of "structures", localized in space or in frequency, in the solution of a mathematical model; the decomposition of a function into "details" that can be organized and accessed in decreasing order of importance; and the iterative solution of systems of linear algebraic equations using "multilevel" decompositions of finite dimensional spaces.

Il testo intende essere di supporto ad un secondo insegnamento di Analisi Matematica secondo i principi dei nuovi Ordinamenti Didattici. E'' in particolare pensato per quei corsi di studio (quali ad esempio Ingegneria, Informatica, Fisica) in cui lo strumento matematico è¨ parte significativa della formazione. I concetti e i metodi fondamentali del calcolo differenziale ed integrale di più variabili, le serie di funzioni e le equazioni differenziali ordinarie sono presentati con l''obiettivo primario di addestrare lo studente ad un loro uso operativo, ma critico. L''impostazione didattica del testo ricalca quella usata per l''Analisi I. La modalità di presentazione degli argomenti permette un uso flessibile e modulare del testo, in modo da rispondere alle diverse possibili scelte didattiche nell''organizzazione di un corso di Analisi Matematica. Numerosi esempi corredano e illustrano le definizioni e le proprietà di volta in volta enunciate. Viene fornito un cospicuo numero di esercizi, tutti con la relativa soluzione. Per oltre la metà di essi si delinea in modo completo il procedimento risolutivo.

Il presente testo intende essere di supporto ad un primo insegnamento di Matematica in quei corsi di studio (quali ad esempio Ingegneria, Informatica, Fisica) in cui lo strumento matematico parte significativa della formazione dell''allievo.

Il testo presenta tre diversi livelli di lettura. Un livello essenziale permette allo studente di cogliere i concetti indispensabili della materia e di familiarizzarsi con le relative tecniche di calcolo. Un livello intermedio fornisce le giustificazioni dei principali risultati e arricchisce lesposizione mediante utili osservazioni e complementi. Un terzo livello di lettura prevede anche lo studio del materiale contenuto nelle appendici e permette all''allievo più motivato ed interessato di approfondire la sua preparazione sulla materia. Completano il testo numerosi esempi e un considerevole numero di esercizi; di tutti viene fornita la soluzione e per la maggior parte si delinea il procedimento risolutivo.

La grafica accattivante, a due colori e con struttura modulare, facilita la fruibilità del materiale.

Questa nuova edizione si presenta arricchita di contenuti rispetto alla precedente e, attraverso un più diretto accesso al materiale, permette un uso flessibile e modulare del testo in modo da rispondere alle diverse possibili scelte didattiche nell''organizzazione di un primo corso di Matematica.

Il presente testo intende essere di supporto ad un secondo insegnamento di Analisi Matematica in quei corsi di studio (quali ad esempio Ingegneria, Informatica, Fisica) in cui lo strumento matematico parte significativa della formazione dell''allievo.

I concetti e i metodi fondamentali del calcolo differenziale ed integrale in più variabili, le serie di funzioni e le equazioni differenziali ordinarie sono presentati con l''obiettivo primario di addestrare lo studente ad un loro uso operativo, ma critico. L''impostazione didattica dell''opera ricalca quella usata nel testo parallelo di Analisi Matematica I. La modalità di presentazione degli argomenti ne permette un uso flessibile e modulare. Lo stile adottato privilegia la chiarezza e la linearità dell''esposizione. Il testo organizzato su due livelli di lettura. Uno, più essenziale, permette allo studente di cogliere i concetti indispensabili della materia, di familiarizzarsi con le relative tecniche di calcolo e di trovare legiustificazioni dei principali risultati. L''altro, più approfondito e basato anche sullo studio del materiale presentato nelle appendici, permette all''allievo maggiormente motivato ed interessato di arricchire la sua preparazione. Numerosi esempi corredano e illustrano le definizioni e le proprietà di volta in volta enunciate. Viene fornito un cospicuo numero di esercizi, tutti con la relativa soluzione. Per oltre la metà di essi si delinea in modo completo il procedimento risolutivo.

Questa nuova edizione si presenta arricchita di contenuti rispetto alla precedente in modo da rispondere alle diverse possibili scelte didattiche nell''organizzazione di un secondo corso di Analisi Matematica.

I concetti e i metodi fondamentali del calcolo differenziale ed integrale in più variabili, le serie di funzioni e le equazioni differenziali ordinarie sono presentati con l''obiettivo primario di addestrare lo studente ad un loro uso operativo, ma critico. L''impostazione didattica dell''opera ricalca quella usata nel testo parallelo di Analisi Matematica I. La modalità di presentazione degli argomenti ne permette un uso flessibile e modulare. Lo stile adottato privilegia la chiarezza e la linearità dell''esposizione. Il testo organizzato su due livelli di lettura. Uno, più essenziale, permette allo studente di cogliere i concetti indispensabili della materia, di familiarizzarsi con le relative tecniche di calcolo e di trovare le giustificazioni dei principali risultati. L''altro, più approfondito e basato anche sullo studio del materiale presentato nelle appendici, permette all''allievo maggiormente motivato ed interessato di arricchire la sua preparazione. Numerosi esempi corredano e illustrano le definizioni e leproprietà di volta in volta enunciate. Viene fornito un cospicuo numero di esercizi, tutti con la relativa soluzione. Per oltre la metà di essi si delinea in modo completo il procedimento risolutivo.

Questa nuova edizione si presenta arricchita di contenuti rispetto alla precedente in modo da rispondere alle diverse possibili scelte didattiche nell''organizzazione di un secondo corso di Analisi Matematica.

Il presente testo intende essere di supporto ad un secondo insegnamento di Analisi Matematica in quei corsi di studio (quali ad esempio Ingegneria, Informatica, Fisica) in cui lo strumento matematico parte significativa della formazione dell''allievo.

Questa nuova edizione si presenta arricchita di contenuti rispetto alla precedente in modo da rispondere alle diverse possibili scelte didattiche nell''organizzazione di un secondo corso di Analisi Matematica.

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