Palazzo Vecchio · Sala d'ArmeFlorence Lights Up 2026

Confluenze

una parte di Unum
Tre flussi, una pluralità di presenze.
Installazione audiovisiva interattiva nata dagli studi di Leonardo da Vinci sul moto dell'acqua.
Jacopo Baboni Schilingi
Dossier per il Comune di Firenze
Dicembre 2026

Indice

In sintesiPerché Confluenze, perché oraLeonardo, l'acqua e Palazzo VecchioFirenze e l'acqua: sessant'anni dall'alluvioneL'operaL'esperienza del pubblicoEsempi video della simulazioneConfluenze in Florence Lights UpAllestimento e aspetti tecniciCalendario propostoL'autoreAppendice tecnica — Modelli e simulazioni a partire da LeonardoElementi comuniModello_1Modello_1 — variante radialeModello_2Modello_2 — variante radialeModello_3Modello_3 — variante radialeLe tre logiche a confrontoFonti

In sintesi

Confluenze trasforma la Sala d'Arme in un ambiente d'acqua fatto di luce e di suono, immagini e musica entrambe interattive: tre flussi di particelle, nati dagli studi di Leonardo da Vinci sul moto dell'acqua, scorrono sulle pareti e si incontrano al passaggio dei visitatori. Ogni persona che attraversa la sala modifica il corso dei flussi: dove le correnti si uniscono nascono forme e colori; dove i suoni si incontrano nascono armonia e musica.

Il progetto è un omaggio a Firenze nell'anno in cui la città ricorda i sessant'anni dall'alluvione del 4 novembre 1966, e insieme un ritorno di Leonardo a Palazzo Vecchio, 520 anni dopo la sua partenza. Propone di guardare all'acqua come a un bene comune: una materia condivisa, a cui ciascuno partecipa con la propria presenza.

Confluenze è il frutto di una ricerca che Jacopo Baboni Schilingi conduce da anni sugli studi di Leonardo dedicati all'acqua, in particolare sulle opere meno note, come gli studi sulle onde: una ricerca che trova a Palazzo Vecchio il suo contesto naturale.

LuogoSala d'Arme, Palazzo Vecchio
Periododicembre 2026, durante Florence Lights Up (date da definire con il Comune)
Formainstallazione audiovisiva interattiva, libera, senza mediazione
CicloUnum, ciclo di installazioni interattive di musica e video (primo capitolo: Argilla, MAD, 2023)
Originestudi d’acqua e Diluvi di Leonardo da Vinci, reinterpretati da Jacopo Baboni Schilingi attraverso modelli interattivi sviluppati con strumenti di IA
Superficitre proiezioni sulle pareti nord, est e ovest; diffusione sonora
Pubblicotutti, senza limiti di età; nessuna preparazione richiesta
AutoreJacopo Baboni Schilingi: concezione, direzione artistica, interpretazione dei disegni, musica, immagini e drammaturgia interattiva

La richiesta al Comune di Firenze: la disponibilità della Sala d'Arme per l'allestimento e l'apertura al pubblico di Confluenze durante Florence Lights Up, e l'inserimento dell'opera nel programma del festival.

Perché Confluenze, perché ora

Ogni epoca conosce i propri moti collettivi. Il nostro tempo è attraversato, in misura singolare, da sommovimenti profondi, spesso fondati, che assumono forme e luoghi diversi e che condividono una crescente difficoltà a comprendersi. Si possono osservare come si osserva un fluido: correnti molteplici, ciascuna dotata di una propria direzione, che si intersecano senza ancora comporsi. Confluenze non intende giudicarli. Si propone di renderli percepibili e di affidare all'acqua una sola proposta: ascoltarsi, tutti insieme.

Le origini dei sommovimenti

Nell'arco di pochi anni si sono succedute crisi di natura diversa — finanziaria, sanitaria, bellica, climatica. Ne è derivata un'incertezza diffusa sul futuro: lavoro, abitazione, salute e sicurezza vengono vissuti meno come acquisizioni stabili che come condizioni da preservare. Quando questa incertezza non trova forme condivise di mediazione, si esprime in sommovimenti.

Le ragioni dei sommovimenti

Dietro questi sommovimenti si riconosce, nella maggior parte dei casi, un bisogno fondato: di dignità, di riconoscimento, di giustizia, di un avvenire possibile. Lo sguardo che qui si adotta non valuta le singole rivendicazioni; ne constata la radice comune nell'autenticità del bisogno da cui sorgono.

Perché i sommovimenti dividono

Bisogni ugualmente fondati tendono tuttavia a percepirsi come concorrenti, come se il riconoscimento degli uni comportasse una perdita per gli altri. Il rapporto di Eurofound sulla coesione sociale in Europa (2025) individua nell'instabilità economica il primo fattore di polarizzazione: essa attenua la solidarietà e distingue sempre più nettamente chi conserva fiducia nelle istituzioni da chi l'ha perduta. Gli spazi digitali, ordinati per affinità, accentuano la distanza: la parola dell'altro vi giunge spesso già interpretata. Correnti nate da bisogni comuni scorrono così in alvei separati, e smettono di riconoscersi.

Una sola proposta: ascoltarsi

Un'opera d'arte non ha il compito di dirimere le divergenze. Può offrire un'esperienza: uno spazio in cui la presenza dell'altro non sottrae, ma accresce.

L'acqua è il fondamento della vita: non appartiene ad alcuno e attraversa tutti — i corpi, i popoli, i territori, il pianeta. Due correnti che confluiscono non si annullano: si mescolano, conservano parte della propria direzione e generano un moto che nessuna delle due avrebbe prodotto da sola. In ogni confluenza ciascun moto è, insieme, causa ed effetto degli altri.

I tre flussi dell'opera evocano la pluralità delle culture, dei popoli, delle confessioni e delle storie familiari, senza identificarsi con alcuna di esse. Il colore affiora soltanto dove si incontrano: forme che esistono unicamente nella relazione. Il visitatore non contempla questa idea, la esperisce con il proprio corpo: il suo percorso modifica quello degli altri, e lo spazio comune prende forma da influenze reciproche.

Tutto ciò accade in un tempo dato, come in un tempo dato si svolge la vita di ciascuno di noi. Confluenze non propone altro che questo: ascoltarsi, insieme, nel tempo che ci è dato, riconoscendosi parte di un'unica materia vivente — l'unum che, come individui, come comunità e come pianeta, già siamo.

«L'acqua che tocchi de' fiumi è l'ultima di quella che andò, e la prima di quella che viene; così è il tempo presente.» — Leonardo da Vinci, Codice Trivulziano, f. 34 v

Leonardo, l'acqua e Palazzo Vecchio

Jacopo Baboni Schilingi assume gli studi di Leonardo sul moto dell’acqua come punto di partenza di Confluenze. La sua ricerca mette in relazione l’osservazione leonardesca di correnti, urti e vortici con la composizione di un ambiente audiovisivo interattivo.

«Così l’acqua à le sue volte revertiginose, delle quali una parte attende al impeto del corso principale, l’altra attende al moto incidente e refresso.» — Leonardo da Vinci, Studi sul movimento dell’acqua e vecchio seduto, Windsor, Royal Collection, RL 12579r (RCIN 912579).

Tre legami distinti: il luogo, il fiume, i disegni

Dai disegni all'opera

Dopo aver selezionato e rielaborato le immagini di Leonardo, Jacopo Baboni Schilingi definisce i comportamenti visivi e le modalità di interazione con il pubblico. Per tradurre queste intenzioni in modelli matematici e simulazioni, si avvale di Claude AI, Codex di OpenAI e Gemini come strumenti di ricerca e sviluppo, attraverso un processo di confronto, prova e revisione. I modelli prendono così forma per modificarsi con il movimento dei visitatori e partecipare alla composizione audiovisiva dell’ambiente.

La scelta e la revisione dei risultati, le trasformazioni visive e la relazione fra musica e movimento del pubblico restano affidate alla scrittura artistica di Baboni Schilingi. Gli strumenti di IA intervengono nella formalizzazione matematica e nella realizzazione tecnica di questa visione.

DisegnoChe cosa mostraChe cosa diventa
A deluge, c. 1517-18, pietra nera (RCIN 912378)Un grande vortice che contiene vortici più piccoli; la pioggia piegata dal ventoLa corrente: un moto orientato, continuo, attraversato da variazioni
Rielaborazione per Confluenze dagli Studi d’acqua, circa 1510–1512 (RCIN 912660)Getti che cadono, urtano l'acqua e si avvolgonoL'onda: caduta, urto e ritorno
A deluge, c. 1517-18, penna e acquerello (RCIN 912380)Un fronte che si allarga e si arrotola in catene di riccioliIl vortice: centri mobili che raccolgono e restituiscono
Leonardo da Vinci, A deluge, RCIN 912378
Disegno 1. Leonardo da Vinci, A deluge, c. 1517-18, pietra nera. Royal Collection Trust, RCIN 912378.
Modello_1, simulazione
Modello_1, la corrente: interpretazione del disegno attraverso un campo di velocità, tracciato con migliaia di segni.
Modello_1, bluModello_1, rossoModello_1, grigio
Modello_1 nell'installazione: lo stesso campo in tre stati cromatici, dal blu dell'acqua al rosso delle confluenze, fino al grigio minerale della quiete.
Modello_1, variante radiale: i vortici cambiano direzione e si propagano dal centro verso la periferia. 8 secondi, in ciclo.
Rielaborazione per Confluenze dagli Studi d’acqua di Leonardo da Vinci, RCIN 912660
Disegno 2. Rielaborazione, per il progetto Confluenze, dagli Studi d’acqua di Leonardo da Vinci, circa 1510–1512, Royal Collection, RCIN 912660, isolando i moti dell’acqua dagli elementi architettonici.
Modello_2, simulazione
Modello_2, l'onda: getti che cadono, urtano la superficie e si avvolgono.
Modello_2, bluModello_2, rossoModello_2, grigio
Modello_2 nell'installazione: getti e risalite nei tre stati cromatici.
Modello_2, variante radiale: i vortici cambiano direzione e si propagano dal centro verso la periferia. 8 secondi, in ciclo.
Leonardo da Vinci, A deluge, RCIN 912380
Disegno 3. Leonardo da Vinci, A deluge, c. 1517-18, penna e acquerello. Royal Collection Trust, RCIN 912380.
Modello_3, simulazione
Modello_3, il vortice: un fronte che si allarga e si arrotola in catene di riccioli.
Modello_3, bluModello_3, rossoModello_3, grigio
Modello_3 nell'installazione: il fronte che si arrotola in catene di riccioli, nei tre stati cromatici.
Modello_3, variante radiale: i vortici cambiano direzione e si propagano dal centro verso la periferia. 8 secondi, in ciclo.

I modelli matematici e le relative simulazioni sono documentati nell’appendice tecnica del dossier.

Le ridondanze aritmetiche

Tra le date che Confluenze mette in relazione esistono corrispondenze numeriche esatte. Non hanno valore di prova storica: l'opera le assume come regola compositiva.

Baboni Schilingi adotta queste corrispondenze come parametri compositivi dei tre modelli generativi.

«L'acqua piove, la terra la sorbisce per necessità d'amore; el sole la solleva non per necessità ma per potenzia.» — Leonardo da Vinci, dai Pensieri (Scritti letterari, Rizzoli)

Firenze e l'acqua: sessant'anni dall'alluvione

La notte del 4 novembre 1966 l'Arno invase Firenze. L'acqua lasciò su muri, chiese, statue e case un «rigo nero» a oltre quattro metri da terra; il fango colpì strade, abitazioni, biblioteche e opere d'arte. Da più di settanta Paesi arrivarono migliaia di giovani volontari, gli Angeli del fango, per aiutare la popolazione e salvare il patrimonio.

Nel 2026 la città ricorda il sessantesimo anniversario. Comune di Firenze, Regione Toscana, Università di Firenze e Città Metropolitana hanno firmato un protocollo per un programma di memoria, prevenzione e cultura, con l'evento centrale il 4 novembre a Palazzo Vecchio e una mostra nella Sala d'Arme tra ottobre e novembre. La sindaca Sara Funaro ha ricordato che «il dovere della memoria deve aiutarci a sensibilizzare le nuove generazioni» e che «Palazzo Vecchio deve aprire le sue porte e raccontare questa storia».

Confluenze si colloca nel tempo che segue la memoria. Arriverebbe nella stessa Sala d'Arme subito dopo la mostra dedicata all'alluvione, e ne raccoglierebbe il testimone con un altro sguardo sulla stessa acqua:

L'opera intende commemorare l'alluvione attraverso ciò che, sessant'anni fa, permise a Firenze di risollevarsi: la partecipazione. Allora furono migliaia di mani, giunte da ogni parte del mondo, a strappare la città al fango; oggi è il passaggio di ciascun visitatore a mettere l'acqua in movimento. In Confluenze l'acqua si fa materia d'arte: si muove, si incontra e si rinnova soltanto grazie al pubblico, che non ne è spettatore ma condizione necessaria. È una metafora dell'acqua, composta di luce e di suono: un'acqua che non sommerge, ma raccoglie.

L'opera

Tre flussi di particelle abitano le tre superfici di proiezione sulle pareti nord, est e ovest della Sala d'Arme. Ciascuno ha un proprio movimento, una densità, un ritmo e una materia sonora. Onde, correnti e vortici ne trasformano continuamente la configurazione.

Il pubblico entra in questo ambiente come una presenza capace di modificarne le relazioni. Attraversando la sala, i visitatori imprimono direzioni e perturbazioni ai flussi: i loro spostamenti generano scie che richiamano le particelle, avvicinano correnti inizialmente separate e producono intrecci. L'acqua diventa il modello di una forma che esiste attraverso il movimento, conserva per un po' le tracce di ciò che incontra e si rinnova nella relazione.

Tre flussi, tre comportamenti

Sono inclinazioni iniziali, non identità chiuse. Nell'incontro ciascun flusso acquisisce qualcosa degli altri: una corrente comincia a oscillare, un'onda si avvolge, un vortice si apre e diventa attraversamento. Le tre pareti sono parti comunicanti di un unico ambiente: un evento nato su una superficie può trovare risposta sulle altre.

L'immagine: tra disegno e materia

Le particelle compongono filamenti sottili, addensamenti e traiettorie che ricordano il tratto di Leonardo. A distanza l'immagine appare come una corrente; da vicino si rivela come una moltitudine di elementi in relazione. La gamma cromatica parte da toni minerali e grigi; il colore emerge solo dove i flussi si incontrano.

L'esperienza del pubblico

L'opera attraversa quattro stati, determinati dalla presenza e dal movimento delle persone.

  1. La quiete: le singolarità. Quando nessuno attraversa la sala, perché i visitatori sono fermi a osservare o seduti sulle panche lungo le pareti, i tre flussi restano in uno stato di fluttuazione astratta: si muovono appena, senza traiettorie definite, in toni minerali e grigi. Restano visibili soltanto le loro singolarità, nel senso che la fluidodinamica dà al termine: i centri dei vortici e i punti di ristagno, dove la velocità si annulla e da cui ogni moto potrà ripartire. L'opera è già viva, ma le relazioni restano latenti.
  2. L'ingresso: la perturbazione. Chi entra lascia una scia che dura oltre il suo passaggio. Le particelle vengono deviate e trascinate con un'inerzia percepibile: il visitatore scopre di poter orientare la materia con il proprio modo di attraversare lo spazio.
  3. L'incontro: le confluenze. Le scie avvicinano i flussi e creano zone di contatto, dove emergono colori, luce e configurazioni nuove. Più persone moltiplicano le possibilità: traiettorie che si incrociano, movimenti paralleli, avvicinamenti e allontanamenti. Conta la qualità delle relazioni fra i movimenti: anche un attraversamento lento può trasformare profondamente l'insieme.
  4. La sosta: la sedimentazione. Quando i visitatori si fermano, le perturbazioni si propagano ancora, perdono energia, e i flussi recuperano la loro autonomia. Per un po' restano tracce di colore e di suono: una memoria che svanisce. L'immobilità diventa ascolto e contemplazione.

La musica

La musica, composta e generata in Max/MSP, partecipa alla stessa drammaturgia. Ogni flusso ha una propria identità musicale, fatta di timbri, comportamenti temporali e modi di articolazione; nello stato autonomo le tre voci restano separate. Il passaggio del pubblico apre gli scambi: una figura passa da un flusso all'altro, un ritmo influenza un'altra trama, una risonanza prolunga un evento nato altrove. Le confluenze sono insieme fenomeni visivi e musicali.

Il corpo e la tecnologia

Confluenze si inscrive nell'estetica consustanziale di Jacopo Baboni Schilingi: il corpo del visitatore conserva la propria materialità, il proprio ritmo e la libertà di movimento; il sistema tecnologico ne rileva alcuni aspetti e li interpreta secondo regole artistiche scritte dall'autore. Il pubblico orienta il divenire dell'opera all'interno di una scrittura definita: una composizione di possibilità, inerzie, incontri e memorie.

Esempi video della simulazione

Venti registrazioni della simulazione in TouchDesigner mostrano i tre modelli interattivi del progetto, ispirati a Leonardo, i riflessi d’acqua e le particelle, separatamente e in combinazione. I personaggi sul pavimento simulano i movimenti del pubblico e la loro interazione con le proiezioni.

Seleziona un’anteprima per aprire il video in una nuova scheda. Tutti i filmati sono disponibili anche senza connessione.

Leonardo — Modello 1

Bianco · Esempio 1
Particelle ON · Riflessi d’acqua ON
Durata 1:06 · Apri il video
Blu · Esempio 2
Particelle OFF · Riflessi d’acqua OFF
Durata 1:19 · Apri il video
Rosso · Esempio 3
Particelle OFF · Riflessi d’acqua OFF
Durata 1:13 · Apri il video
Blu · Esempio 3
Particelle ON · Riflessi d’acqua ON
Durata 1:26 · Apri il video
Esempio 1
Particelle OFF · Riflessi d’acqua OFF
Durata 1:16 · Apri il video

Leonardo — Modello 2

Rosso · Esempio 1
Particelle ON · Riflessi d’acqua ON
Durata 0:56 · Apri il video
Bianco · Esempio 1
Particelle ON · Riflessi d’acqua ON
Durata 1:06 · Apri il video
Esempio 1
Particelle OFF · Riflessi d’acqua OFF
Durata 1:07 · Apri il video
Esempio 2
Particelle OFF · Riflessi d’acqua OFF
Durata 1:14 · Apri il video
Esempio 3
Particelle OFF · Riflessi d’acqua OFF
Durata 1:04 · Apri il video

Leonardo — Modello 3

Bianco · Esempio 1
Particelle ON · Riflessi d’acqua ON
Durata 0:52 · Apri il video
Blu · Esempio 1
Particelle ON · Riflessi d’acqua ON
Durata 1:08 · Apri il video
Esempio 1
Particelle OFF · Riflessi d’acqua OFF
Durata 1:12 · Apri il video
Esempio 2
Particelle OFF · Riflessi d’acqua OFF
Durata 1:01 · Apri il video
Esempio 3
Particelle OFF · Riflessi d’acqua OFF
Durata 0:59 · Apri il video

Acqua e particelle senza il layer di Leonardo

Esempio 1
Particelle OFF · Riflessi d’acqua ON
Durata 0:52 · Apri il video
Esempio 2
Particelle OFF · Riflessi d’acqua ON
Durata 0:45 · Apri il video
Esempio 3
Particelle OFF · Riflessi d’acqua ON
Durata 0:38 · Apri il video
Esempio 1
Particelle ON · Riflessi d’acqua OFF
Durata 1:08 · Apri il video
Esempio 2
Particelle ON · Riflessi d’acqua OFF
Durata 1:00 · Apri il video

Confluenze in Florence Lights Up

Florence Lights Up, già F-Light Firenze Light Festival, è il festival di luce con cui il Comune di Firenze e la Fondazione MUS.E accompagnano le feste di fine anno: videomapping e illuminazioni su monumenti, piazze e quartieri. Nell'edizione 2025, dal 6 dicembre 2025 al 6 gennaio 2026, le proiezioni hanno toccato anche le facciate di Palazzo Vecchio. Per il 2026 le date indicate da fonti esterne vanno dal 6 dicembre 2026 al 4 gennaio 2027, ancora provvisorie.

Confluenze offre al festival qualcosa che le facciate non possono dare: la luce che si vive dall'interno.

Allestimento e aspetti tecnici

L'installazione richiede tre superfici di proiezione, un sistema di rilevamento del movimento dei visitatori e una diffusione sonora nella sala. Immagini e suono sono generati in tempo reale.

ElementoPrevistoDa verificare con il Comune e MUS.E
ProiezionePareti nord, est e ovestUso dell'impianto laser esistente o proiettori dedicati
Rilevamento del pubblicoMovimenti e traiettorie dei visitatoriTipo di sensori e posizionamento
SuonoMusica generata in Max/MSP, tre vociUso dell'impianto audio esistente
ElaborazioneImmagine e suono in tempo realeSpazio tecnico, alimentazione
AccessoLibero attraversamento della salaCapienza, flussi, orari, sorveglianza

Servizi e dotazioni a carico del festival

Per l’apertura al pubblico di Confluenze, il festival dovrà farsi carico dell’organizzazione e dei costi del guardianaggio della sala per l’intera durata dell’installazione e durante tutti gli orari di visita.

Saranno inoltre a carico del festival l’eventuale noleggio o acquisto delle schede video necessarie al funzionamento dell’installazione e della telecamera o delle telecamere per rilevare i movimenti del pubblico. Le dotazioni da integrare, le loro caratteristiche e il numero di telecamere saranno definiti con l’autore in seguito al sopralluogo e alla verifica delle attrezzature già disponibili.

Considerato che la partecipazione dell’autore è a titolo gratuito e senza rimborso spese, sarebbe particolarmente gradita, qualora il Comune di Firenze disponesse di una foresteria o di altra possibilità di ospitalità, la disponibilità di un alloggio per i giorni di presenza necessari all’allestimento e all’avvio dell’opera.

Calendario proposto

Il festival apre all'inizio di dicembre: i tempi sono stretti e dipendono dalla fine della mostra sull'alluvione nella stessa sala.

QuandoChe cosa
Inizio novembre 2026Incontro con il Comune e MUS.E, accordo di principio
Novembre 2026Sopralluogo tecnico in Sala d'Arme; prove di proiezione e di rilevamento
Dopo la chiusura della mostra sull'alluvioneMontaggio e taratura in sala
Apertura di Florence Lights UpInaugurazione di Confluenze
Fino alla chiusura del festivalApertura al pubblico

Punti da definire

L'autore

Jacopo Baboni Schilingi

Jacopo Baboni Schilingi (Milano, 1971) è un compositore italo-francese, riconosciuto per la musica interattiva. In quarant'anni di attività ha realizzato oltre 500 concerti e performance in 36 paesi.

Dal 1996 si dedica all'installazione interattiva: in quell'anno l'IRCAM – Centre Pompidou gli commissiona la sua prima opera interattiva. Già dal 1995 elabora algoritmi fondati sulle nozioni di perturbazione, flusso e ricorsione, gli stessi concetti che governano il comportamento dell'acqua e che la fisica dei fluidi descrive. La sua ricerca sui processi generativi prende forma in quegli anni con i software Profile, Morphologie e CMI, distribuiti ancora oggi dall'IRCAM – Centre Pompidou. Confluenze è l'esito di una ricerca decennale sugli studi meno noti di Leonardo da Vinci, come quelli sul moto delle onde, per i quali cercava da anni il contesto adatto.

Allievo di Ivan Fedele e Luciano Berio, si è formato all'IRCAM – Centre Pompidou. Su richiesta di Berio ha fondato nel 1999 il dipartimento di pedagogia di Tempo Reale a Firenze, che ha diretto fino al 2004. Dal 1999 dirige il corso di composizione del Conservatorio del Pays de Montbéliard; nel 2010 ha fondato l'Ensemble de Musique Interactive.

Ha elaborato la pratica dei Bodyscore, partiture scritte sul corpo, e il quadro teorico dell'estetica consustanziale, esposto nel libro La firma (Mimesis). Fra i suoi lavori: Argo, installazione generativa guidata dal suo respiro (Expo 2017 di Astana, Grand Palais di Parigi 2018), il Padiglione della Turchia alla Biennale di Venezia 2015, una residenza e una mostra per CHANEL a Tokyo. È Chevalier des Arts et des Lettres (2013).

Il ciclo Unum

Confluenze si inscrive in Unum, il nuovo ciclo di Jacopo Baboni Schilingi: una serie di installazioni interattive che uniscono musica e video. Il primo capitolo, Argilla, è stato presentato al MAD nel 2023. Il ciclo muove da una constatazione che precede ogni scelta: siamo un'unica realtà, una sola forma di energia; apparteniamo al mondo, e non siamo il mondo. Unum si propone di rendere sensibile questa appartenenza e di farne un'esperienza condivisa, nella quale unire, dialogare, ricomporre i contrasti e crescere insieme.

Contatti: jbs@baboni-schilingi.com · assistenza e mostre: assistant@baboni-schilingi.com · baboni-schilingi.com

Appendice tecnica

Modelli e simulazioni
a partire da Leonardo

Questa appendice documenta la formalizzazione matematica e le simulazioni sviluppate con strumenti di IA a partire dalle indicazioni e dalle revisioni artistiche di Jacopo Baboni Schilingi. Per ciascun riferimento visivo presenta le componenti del campo di velocità, i parametri adottati nelle simulazioni e la variante radiale, in cui i vortici cambiano direzione e si propagano dal centro verso la periferia.

In ciascun modello, moti elementari (vortici, correnti, getti, onde) sono combinati in un campo di velocità v(p), che determina la direzione e la rapidità delle traiettorie in ogni punto p della simulazione. I valori riportati sono quelli verificati nelle anteprime numeriche, non quelli di partenza.

Elementi comuni

Dominio

Coordinate normalizzate, origine al centro del foglio: x da -1 a 1. Per Modello_1 e Modello_2, y va da -0,75 a 0,75; per Modello_3 da -0,8 a 0,8 (proporzioni del foglio).

Il vortice di Rankine a spirale

È il mattone di tutti e tre i modelli. Un nucleo di raggio R ruota come un corpo rigido; all'esterno la velocità decresce come 1/r. Γ è l'intensità (il segno decide il senso di rotazione).

uθ(r)={Γ2πrR2r<RΓ2πrr≥Rur=−α uθuz=β uθu_\theta(r) = \begin{cases} \dfrac{\Gamma}{2\pi} \dfrac{r}{R^2} & r < R \\[2mm] \dfrac{\Gamma}{2\pi r} & r \ge R \end{cases} \qquad u_r = -\alpha\, u_\theta \qquad u_z = \beta\, u_\theta

α (aspirazione verso il centro) trasforma il cerchio in spirale; β (risalita lungo l'asse) serve solo in 3D, per le trombe d'acqua.

Il vortice schermato

Lontano dal centro un vortice di Rankine agisce ancora. Quando se ne sommano molti dello stesso segno, il risultato è una rotazione unica che cancella tutto. Il vortice schermato agisce solo nel proprio intorno, entro κ volte il nucleo:

Vschermato=VRankine(p; R, Γ, α)  e−∣p−c∣2/(κR)2\mathbf{V}_{schermato} = \mathbf{V}_{Rankine}(\mathbf{p};\, R,\, \Gamma,\, \alpha)\; e^{-|\mathbf{p}-\mathbf{c}|^2 / (\kappa R)^2}

Modello_1 applica la stessa idea al vortice principale (attenuazione gaussiana); Modello_3 la applica a ogni ricciolo.

Turbolenza: curl noise

Il rotore di un rumore vettoriale ψ, a tre ottave: un campo senza divergenza, che arriccia le traiettorie senza ammassarle né svuotare zone. ε è l'ampiezza, s la scala.

Vturb=ε ∇×ψ(p s,  t τ)\mathbf{V}_{turb} = \varepsilon\, \nabla \times \boldsymbol{\psi}(\mathbf{p}\,s,\; t\,\tau)

Resa

In tutti e tre i casi il tratto segue le linee di flusso di un istante: segmenti brevi, tangenti al campo, con una pressione che cresce con la velocità. Accumulare le scie nel tempo, invece, appiattisce i vortici piccoli: lo hanno mostrato le prime prove su Modello_1.

Modello_1

Foglio: A deluge, Royal Collection, RCIN 912378, pietra nera, c. 1517-18. Una città al centro di un vortice, il cielo che gira.

Principio: un grande vortice lento contiene moti più piccoli e più rapidi (volute, pioggia, onde). I vortici nascono dall'alto.

v(p,t)=e−∣p−c0∣2/Rf2 VRankine(c0; R0,Γ0,α0)⏟vortice principale+∑i=16VRankine(ci(t); Ri,Γi)+G mc(p) d^+mo(p)∑j=13Vonda,j+Vturb\mathbf{v}(\mathbf{p},t) = \underbrace{e^{-|\mathbf{p}-\mathbf{c}_0|^2/R_f^2}\, \mathbf{V}_{Rankine}(\mathbf{c}_0;\, R_0, \Gamma_0, \alpha_0)}_{vortice\ principale} + \sum_{i=1}^{6} \mathbf{V}_{Rankine}(\mathbf{c}_i(t);\, R_i, \Gamma_i) + G\, m_c(\mathbf{p})\, \hat{\mathbf{d}} + m_o(\mathbf{p}) \sum_{j=1}^{3} \mathbf{V}_{onda,j} + \mathbf{V}_{turb}

Le componenti

  1. Vortice principale. Vortice di Rankine a spirale, attenuato da una gaussiana di raggio R_f perché non trascini l'intero foglio.
  2. Volute. Sei vortici piccoli e rapidi (le nubi a riccioli). I loro centri cᵢ(t) orbitano lentamente attorno al vortice principale:
ci(t)=c0+ρi(cos⁡(φi+ωit),  sin⁡(φi+ωit))ωi=14⋅Γ02πρi2\mathbf{c}_i(t) = \mathbf{c}_0 + \rho_i \big(\cos(\varphi_i + \omega_i t),\; \sin(\varphi_i + \omega_i t)\big) \qquad \omega_i = \frac{1}{4} \cdot \frac{\Gamma_0}{2\pi \rho_i^2}
  1. Caduta. Pioggia obliqua: velocità costante G lungo la direzione d, limitata alla fascia sinistra da una maschera morbida m_c.
  2. Onde arricciate. Velocità orbitale di acqua profonda, tre treni d'onda sovrapposti a quote crescenti, nella fascia destra (maschera m_o). y' è la quota rispetto alla superficie dell'onda.
φ=k x−ωtVonda=Aω ekmin⁡(y′,0) e−4max⁡(y′,0)(cos⁡φ,  sin⁡φ)\varphi = k\,x - \omega t \qquad \mathbf{V}_{onda} = A\omega\, e^{k \min(y',0)}\, e^{-4\max(y',0)} \big(\cos\varphi,\; \sin\varphi\big)
  1. Turbolenza. Curl noise, ampiezza moderata.

Parametri verificati

ComponenteParametri
Vortice principalec₀ = (0,05; 0,25), R₀ = 0,25, Γ₀ = 1,8, α₀ = 0,15, attenuazione R_f = 0,6
Volute (centri)(-0,62; 0,52), (-0,30; 0,58), (0,38; 0,55), (0,70; 0,45), (-0,80; 0,25), (0,15; 0,62)
Volute (R)0,08 · 0,07 · 0,09 · 0,07 · 0,06 · 0,08
Volute (Γ)0,7 · 0,6 · 0,8 · 0,7 · 0,5 · 0,75 (α = 0)
CadutaG = 1,0, d = (0,45; -1) normalizzato, zona x da -1 a -0,25, y da -0,6 a 0,75
Ondek = 12, A = 0,12, ω = 2,5, quote -0,4 · -0,15 · 0,1, zona x da 0,45 a 1, y da -0,75 a 0,5
Turbolenzaε = 0,08, s = 3, τ = 0,2
Solo in 3Dβ = 0,05 (risalita lungo l'asse del vortice)

Modello_1 — variante radiale

Base: Modello_1 con tutti i parametri verificati (volute, caduta, onde, turbolenza). Cambiano due cose: i vortici possono invertire il senso di rotazione e si propagano dal centro c₀ verso la periferia.

v(p,t)=e−∣p−c0∣2/Rf2 VRankine(c0; R0, Γ0(t), α0)⏟vortice che si inverte+∑g∑m=1MVschermato(cg,m(t); Rg, Γg)⏟onde radiali+Vvolute+Vcaduta+Vonde+Vturb\mathbf{v}(\mathbf{p},t) = \underbrace{e^{-|\mathbf{p}-\mathbf{c}_0|^2/R_f^2}\, \mathbf{V}_{Rankine}\big(\mathbf{c}_0;\, R_0,\, \Gamma_0(t),\, \alpha_0\big)}_{vortice\ che\ si\ inverte} + \underbrace{\sum_{g}\sum_{m=1}^{M} \mathbf{V}_{schermato}\big(\mathbf{c}_{g,m}(t);\, R_g,\, \Gamma_g\big)}_{onde\ radiali} + \mathbf{V}_{volute} + \mathbf{V}_{caduta} + \mathbf{V}_{onde} + \mathbf{V}_{turb}

1. L'inversione

L'intensità del vortice principale oscilla nel tempo: il vortice rallenta, si ferma, riparte nel senso opposto e torna indietro, con periodo T.

Γ0(t)=Γ0cos⁡ ⁣(2πtT)\Gamma_0(t) = \Gamma_0 \cos\!\left(\frac{2\pi t}{T}\right)

2. Le onde radiali

Ogni Δ secondi il centro emette un'onda: un anello di M vortici schermati che si allontana a velocità costante c. Un'onda vive N·Δ secondi, quindi ci sono sempre N anelli a distanze diverse.

rg(t)=c τgcg,m=c0+rg(cos⁡θg,m,  0,8sin⁡θg,m)θg,m=2πmM+ϕ ngr_g(t) = c\,\tau_g \qquad \mathbf{c}_{g,m} = \mathbf{c}_0 + r_g \big(\cos\theta_{g,m},\; 0{,}8\sin\theta_{g,m}\big) \qquad \theta_{g,m} = \frac{2\pi m}{M} + \phi\, n_g

τ_g è l'età dell'onda, n_g il suo numero d'ordine. La torsione φ ruota ogni onda rispetto alla precedente, così i vortici disegnano bracci a spirale invece di raggi diritti.

Cambio di direzione. Ogni onda gira in senso opposto alla precedente. In un punto fisso, il passaggio dei fronti successivi inverte la rotazione locale:

Γg=(−1)ng Γe  smoothstep ⁣(0, ra, rg) e−(max⁡(rg−ra, 0)rs−ra)2Rg=Rv+γ rg\Gamma_g = (-1)^{n_g}\, \Gamma_e\; \mathrm{smoothstep}\!\left(0,\, r_a,\, r_g\right)\, e^{-\left(\frac{\max(r_g - r_a,\,0)}{r_s - r_a}\right)^2} \qquad R_g = R_v + \gamma\, r_g

I vortici nascono piccoli vicino al centro, si allargano viaggiando (R cresce con r) e si spengono alla periferia.

Parametri

ParametroValoreEffetto
T (inversione)8 sDurata di un ciclo completo avanti-indietro del vortice principale
Δ (intervallo fra onde)1 sFrequenza di emissione dal centro
N (onde vive)4Anelli presenti contemporaneamente; durata di un'onda N·Δ = 4 s
c (velocità radiale)0,32 unità/sIn 4 s un'onda arriva a r ≈ 1,3, oltre il bordo del foglio
M (vortici per onda)7Densità dell'anello
R_v, γ0,035 e 0,07Nucleo alla nascita e sua crescita con la distanza
Γ_e0,55Intensità dei vortici d'onda
r_a, r_s0,12 e 0,85Comparsa vicino al centro, dissolvenza verso la periferia
κ2,2Schermatura
φ (torsione)0,6 radRotazione di ogni onda rispetto alla precedente
La variante radiale in due istanti: a sinistra t = 0,5 s, a destra t = 2,5 s
A sinistra t = 0,5 s, con Γ₀ = +1,66: un anello appena emesso attorno al centro e un'onda più ampia. A destra t = 2,5 s, con Γ₀ = −0,69: il vortice principale ha invertito il senso e gli anelli si sono allontanati verso i bordi.
Modello_1, variante radiale: i vortici cambiano direzione e si propagano dal centro verso la periferia. 8 secondi, in ciclo.

Modello_2

Foglio: Rielaborazione, per il progetto Confluenze, dagli Studi d’acqua di Leonardo da Vinci, circa 1510–1512, Royal Collection, RCIN 912660, isolando i moti dell’acqua dagli elementi architettonici.

Principio: una catena di cause ripetuta più volte: getto → urto → coppia di vortici → schiuma. I vortici nascono dal basso.

v(p)=∑k=14(Vgetto,k+Vdipolo,k)+∑i=15Vnube,i+Vbordo+mmare(p)(∑j=160Vbolla,j+(0,08; 0))+Vturb\mathbf{v}(\mathbf{p}) = \sum_{k=1}^{4} \big(\mathbf{V}_{getto,k} + \mathbf{V}_{dipolo,k}\big) + \sum_{i=1}^{5} \mathbf{V}_{nube,i} + \mathbf{V}_{bordo} + m_{mare}(\mathbf{p})\Big(\sum_{j=1}^{60} \mathbf{V}_{bolla,j} + (0{,}08;\, 0)\Big) + \mathbf{V}_{turb}

Le componenti

  1. Getto ricurvo. L'asse è una parabola che parte da x₀ in alto e si piega mentre scende. La velocità è tangente all'asse, con profilo gaussiano di larghezza w; si spegne in modo morbido oltre la lunghezza L.
s=ytop−yxc(s)=x0+b s2Vgetto=U e−(x−xc(s)w)2(2bs, −1)4b2s2+1s = y_{top} - y \qquad x_c(s) = x_0 + b\,s^2 \qquad \mathbf{V}_{getto} = U\, e^{-\left(\frac{x - x_c(s)}{w}\right)^2} \frac{(2bs,\, -1)}{\sqrt{4b^2s^2 + 1}}
  1. Dipolo d'urto. Al piede del getto, nel punto I = (x₀ + bL²; y_top − L), due vortici controrotanti: in mezzo l'acqua scende, ai lati risale. Il fattore a rende uno dei due più grande e più forte, ed è lui a diventare la spirale visibile.
Vdipolo=VRankine(I+(d,0);  aR,  +aΓ)+VRankine(I−(d,0);  R,  −Γ)d=2w,  R=2,2w,  Γ=0,45 U\mathbf{V}_{dipolo} = \mathbf{V}_{Rankine}\big(\mathbf{I} + (d,0);\; aR,\; +a\Gamma\big) + \mathbf{V}_{Rankine}\big(\mathbf{I} - (d,0);\; R,\; -\Gamma\big) \qquad d = 2w,\; R = 2{,}2w,\; \Gamma = 0{,}45\,U
  1. Nubi. Cinque vortici lenti, di senso alterno, nella fascia alta.
  2. Vortice di bordo. Una spirale tagliata dal margine destro.
  3. Mare. Sotto la quota della superficie, una maschera attiva una deriva orizzontale lenta e sessanta piccoli vortici di segno casuale: la schiuma.
  4. Turbolenza. Curl noise ad alta frequenza e bassa ampiezza.

Parametri verificati

Gettox₀y_topLbwUa
Principale (centro)0,050,450,800,550,081,82,4
Alto sinistra 1-0,620,650,550,900,051,11,8
Alto sinistra 2-0,380,620,500,800,0450,91,6
Verso destra0,550,550,420,950,051,01,8
ComponenteParametri
Nubi (x; y; R; Γ)(-0,05; 0,62; 0,07; 0,25) · (0,25; 0,65; 0,08; -0,3) · (0,50; 0,60; 0,06; 0,25) · (0,05; 0,50; 0,05; -0,2) · (0,72; 0,68; 0,07; 0,2)
Vortice di bordocentro (0,95; 0,12), R = 0,15, Γ = 0,6, α = 0,05
Maresuperficie a y = -0,15, deriva 0,08 verso destra
Bolle60, posizione casuale sotto la superficie, R da 0,012 a 0,025, Γ ±0,015-0,035
Turbolenzaε = 0,04, s = 9

Limiti noti: con a alto, il vortice forte assorbe il debole e la coppia non si legge più; le bolle sono troppo deboli per comparire nella resa.

Modello_2 — variante radiale

Base: Modello_2 con tutti i parametri verificati: quattro getti, nubi, vortice di bordo, mare, bolle, turbolenza. Le aggiunte sono le stesse della variante di Modello_1, adattate alla logica dei getti. Centro: il punto d'urto del getto principale, I = (x₀ + bL²; y_top − L) = (0,40; −0,35), dove l'acqua colpisce il mare.

v(p,t)=∑k=14(Vgetto,k+Vdipolo,k(t))+∑g∑m=1MVschermato(cg,m(t); Rg, Γg)⏟onde radiali dal punto d′urto+Vnubi+Vbordo+mmare(Vbolle+Vderiva)+Vturb\mathbf{v}(\mathbf{p},t) = \sum_{k=1}^{4} \Big(\mathbf{V}_{getto,k} + \mathbf{V}_{dipolo,k}(t)\Big) + \underbrace{\sum_{g}\sum_{m=1}^{M} \mathbf{V}_{schermato}\big(\mathbf{c}_{g,m}(t);\, R_g,\, \Gamma_g\big)}_{onde\ radiali\ dal\ punto\ d'urto} + \mathbf{V}_{nubi} + \mathbf{V}_{bordo} + m_{mare}\big(\mathbf{V}_{bolle} + \mathbf{V}_{deriva}\big) + \mathbf{V}_{turb}

1. L'inversione dei dipoli

La coppia di vortici al piede di ogni getto oscilla nel tempo: rallenta, si ferma e gira al contrario. Ogni getto ha una fase propria φₖ, quindi le inversioni si susseguono da un getto all'altro invece di avvenire tutte insieme.

Γk(t)=0,45 Ukcos⁡ ⁣(2πtT+φk)\Gamma_k(t) = 0{,}45\, U_k \cos\!\left(\frac{2\pi t}{T} + \varphi_k\right)

2. Le onde radiali

Dal punto d'urto I partono anelli di vortici schermati, uno ogni Δ secondi, che si allargano sul mare fino alla periferia. Gli anelli sono schiacciati in verticale (fattore 0,7), perché il mare è visto di scorcio. Ogni anello gira al contrario del precedente.

cg,m=I+c τg(cos⁡θg,m,  0,7sin⁡θg,m)Γg=(−1)ng Γe  smoothstep(0, ra, rg) e−(max⁡(rg−ra, 0)rs−ra)2\mathbf{c}_{g,m} = \mathbf{I} + c\,\tau_g \big(\cos\theta_{g,m},\; 0{,}7\sin\theta_{g,m}\big) \qquad \Gamma_g = (-1)^{n_g}\, \Gamma_e\; \mathrm{smoothstep}(0,\, r_a,\, r_g)\, e^{-\left(\frac{\max(r_g - r_a,\,0)}{r_s - r_a}\right)^2}

I simboli sono gli stessi della variante di Modello_1: τ_g è l'età dell'onda, n_g il suo numero d'ordine, θ_{g,m} = 2πm/M + φ·n_g.

Parametri

ParametroValoreEffetto
T (inversione)8 sCiclo completo di un dipolo
Fasi φₖ0 · 1,6 · 3,1 · 4,7 radGetto principale, alto sinistra 1 e 2, verso destra: circa un quarto di ciclo l'uno dall'altro
Centro I(0,40; −0,35)Punto d'urto del getto principale
Δ (intervallo fra onde)1,1 sFrequenza di emissione
N (onde vive)4Durata di un'onda 4,4 s
c (velocità radiale)0,40 unità/sIn 4,4 s un'onda arriva a r ≈ 1,76, oltre l'angolo più lontano del foglio
M (vortici per onda)8Densità dell'anello
Schiacciamento0,7Anelli ellittici, mare di scorcio
R_v, γ0,035 e 0,06Nucleo alla nascita e sua crescita
Γ_e0,6Intensità dei vortici d'onda
r_a, r_s0,12 e 1,2Comparsa e dissolvenza
κ, φ (torsione)2,2 e 0,5 radSchermatura, rotazione di ogni onda
La variante radiale di Modello_2 in due istanti: a sinistra t = 0,5 s, a destra t = 2,5 s
A sinistra t = 0,5 s: un anello appena nato attorno al punto d'urto, in basso a destra. A destra t = 2,5 s: l'anello si è allargato attorno al punto d'urto, e i vortici delle onde precedenti sono sparsi verso la periferia. Gli anelli si leggono meno nettamente che in Modello_1, perché convivono con i getti e con la schiuma.
Modello_2, variante radiale: i vortici cambiano direzione e si propagano dal centro verso la periferia. 8 secondi, in ciclo.

Modello_3

Foglio: A deluge, Royal Collection, RCIN 912380, penna e inchiostro nero con acquerello, 162 × 203 mm, c. 1517-18. Esplosione centrale e onde d'urto di riccioli. I blocchi di pietra sono esclusi dal modello.

Principio: da un punto d'urto C si propagano anelli; ogni anello è una catena di riccioli arrotolati nello stesso senso. I vortici nascono da un fronte che avanza.

v(p)=∑n=13Vfronte,n+∑kVschermato(ck; Rk,Γk,α)+Vvortice d′urto+Vricciolo alto+Vgetti+Vturb\mathbf{v}(\mathbf{p}) = \sum_{n=1}^{3} \mathbf{V}_{fronte,n} + \sum_k \mathbf{V}_{schermato}(\mathbf{c}_k;\, R_k, \Gamma_k, \alpha) + \mathbf{V}_{vortice\ d'urto} + \mathbf{V}_{ricciolo\ alto} + \mathbf{V}_{getti} + \mathbf{V}_{turb}

Le componenti

Le distanze da C sono ellittiche, per seguire le proporzioni del foglio: r = |((x − Cₓ); (y − Cᵧ)/0,8)|, e r̂ è la direzione radiale.

  1. Fronte d'onda. Ogni anello di raggio rₙ spinge l'acqua verso l'esterno in una fascia sottile di larghezza σ:
Vfronte,n=S e−(r−rnσ)2r^\mathbf{V}_{fronte,n} = S\, e^{-\left(\frac{r - r_n}{\sigma}\right)^2} \hat{\mathbf{r}}
  1. Catene di riccioli. Lungo ogni anello, in un settore angolare [θ₁, θ₂], si pongono vortici schermati a passo λ, tutti dello stesso segno. Il loro numero è Nₙ = (θ₂ − θ₁)·rₙ/λ, e la posizione del k-esimo è:
ck=C+rn(cos⁡θk,  0,8sin⁡θk)Rk=Rn⋅U(0,85; 1,15)Γk=Γn⋅U(0,8; 1,2)\mathbf{c}_k = \mathbf{C} + r_n \big(\cos\theta_k,\; 0{,}8 \sin\theta_k\big) \qquad R_k = R_n \cdot \mathcal{U}(0{,}85;\, 1{,}15) \qquad \Gamma_k = \Gamma_n \cdot \mathcal{U}(0{,}8;\, 1{,}2)

La variazione casuale 𝒰 evita la regolarità meccanica; l'aspirazione α trasforma ogni anello chiuso in una spirale.

  1. Nubi. La stessa catena, ma su una linea orizzontale nella fascia alta, con piccoli scarti casuali di posizione.
  2. Vortice d'urto e grande ricciolo. Due vortici schermati isolati: uno a sinistra del punto d'urto, l'altro in alto a sinistra.
  3. Getti. Una sorgente in C, limitata a un cono verso l'alto (bordi sfumati su 10°) e a una distanza massima r_max:
Vgetti=Q2πmax⁡(r, 0,08)  mcono(θ)  1r<rmax  r^\mathbf{V}_{getti} = \frac{Q}{2\pi \max(r,\, 0{,}08)}\; m_{cono}(\theta)\; \mathbb{1}_{r < r_{max}}\; \hat{\mathbf{r}}
  1. Turbolenza. Curl noise molto debole.

Parametri verificati

Punto d'urto C = (-0,10; -0,08).

AnellorₙSettore (gradi)RₙPasso λΓₙ
Interno0,32da -170 a -100,0400,0950,30
Medio0,52da -150 a 400,0450,1050,32
Esterno0,74da -120 a 550,0500,1150,34
ComponenteParametri
FronteS = 0,25, σ = 0,05
Riccioliκ = 2,2, α = 0,18
Nubiy = 0,66 (±0,04), x da -0,75 a 0,95, passo 0,13, R = 0,055 (×0,8-1,3), Γ = 0,25
Vortice d'urtocentro (-0,36; -0,10), R = 0,16, Γ = 1,3, α = 0,08
Grande ricciolocentro (-0,62; 0,58), R = 0,09, Γ = 0,8
GettiQ = 1,3, cono da 55° a 125°, r_max = 0,55
Turbolenzaε = 0,012, s = 8

Limiti noti: i riccioli sono spirali piccole e strette, mentre quelli di Leonardo sono volute ampie e aperte; ai margini il campo è quasi fermo; il ventaglio dei getti è troppo regolare.

Modello_3 — variante radiale

Base: Modello_3 con tutti i parametri verificati (senza blocchi). Il modello era già radiale, ma fermo: tre anelli fissi di riccioli attorno al punto d'urto C = (−0,10; −0,08). Nella variante gli anelli si muovono: nascono in C, si allargano fino alla periferia e si spengono, mentre un nuovo anello nasce al centro.

v(p,t)=∑g=13(Vfronte(rg(t))+∑kVschermato(cg,k(t); R(rg), Γg,k))+Vvortice d′urto(t)+Vricciolo alto+Vnubi+Vgetti+Vturb\mathbf{v}(\mathbf{p},t) = \sum_{g=1}^{3} \Big(\mathbf{V}_{fronte}\big(r_g(t)\big) + \sum_k \mathbf{V}_{schermato}\big(\mathbf{c}_{g,k}(t);\, R(r_g),\, \Gamma_{g,k}\big)\Big) + \mathbf{V}_{vortice\ d'urto}(t) + \mathbf{V}_{ricciolo\ alto} + \mathbf{V}_{nubi} + \mathbf{V}_{getti} + \mathbf{V}_{turb}

1. I fronti in movimento

Ogni Δ secondi nasce un fronte, che si allarga a velocità costante c e porta con sé la sua catena di riccioli. Ci sono sempre tre fronti vivi, come i tre anelli della base.

rg(t)=c τgVfronte=S A(rg) e−(r−rgσ)2r^A(r)=smoothstep(0, ra, r) e−(max⁡(r−ra, 0)rs−ra)4r_g(t) = c\,\tau_g \qquad \mathbf{V}_{fronte} = S\, A(r_g)\, e^{-\left(\frac{r - r_g}{\sigma}\right)^2} \hat{\mathbf{r}} \qquad A(r) = \mathrm{smoothstep}(0,\, r_a,\, r)\, e^{-\left(\frac{\max(r - r_a,\,0)}{r_s - r_a}\right)^4}

L'inviluppo A fa comparire il fronte vicino al centro e lo spegne in periferia. L'esponente 4 tiene il fronte pieno fin quasi alla fine, poi lo fa svanire in fretta.

2. I riccioli che seguono il fronte

Settore angolare, raggio, passo e intensità dei riccioli non sono più fissi: si ricavano dal raggio del fronte, interpolando linearmente i tre anelli verificati della base (r = 0,32; 0,52; 0,74). Un fronte che cresce passa quindi gradualmente dall'aspetto dell'anello interno a quello dell'anello esterno. Il numero di riccioli cresce con la circonferenza: N = (θ₂ − θ₁)·r/λ.

3. Il cambio di direzione

Ogni fronte arrotola i suoi riccioli nel senso opposto al precedente; anche l'aspirazione α cambia segno, così la spirale si avvolge nel verso giusto. Il vortice d'urto oscilla e si inverte:

Γg,k=(−1)ng Γ(rg) A(rg) jkΓurto(t)=1,3cos⁡ ⁣(2πtT)\Gamma_{g,k} = (-1)^{n_g}\, \Gamma(r_g)\, A(r_g)\, j_k \qquad \Gamma_{urto}(t) = 1{,}3\cos\!\left(\frac{2\pi t}{T}\right)

jₖ è una piccola variazione fissa per ogni ricciolo (±15%), come nella base.

Parametri

ParametroValoreEffetto
T (inversione del vortice d'urto)8 sCiclo completo avanti-indietro
Δ (intervallo fra fronti)1,3 sFrequenza di emissione
Fronti vivi3Durata di un fronte 3,9 s
c (velocità radiale)0,20 unità/sIn 3,9 s un fronte arriva a r = 0,78, poco oltre l'anello esterno della base
r_a, r_s0,10 e 0,80Comparsa e spegnimento
S, σ0,25 e 0,05Spinta del fronte, come nella base
Settore, R, λ, Γ dei riccioliinterpolati sui tre anelli della baseIl fronte cambia aspetto crescendo
La variante radiale di Modello_3 in due istanti: a sinistra t = 0,5 s, a destra t = 2,5 s
A sinistra t = 0,5 s: fronti a r = 0,10, 0,36 e 0,62, con il vortice d'urto pieno a sinistra del centro. A destra t = 2,5 s: fronti a 0,24, 0,50 e 0,76; il vortice d'urto si è quasi spento mentre inverte il senso.
Modello_3, variante radiale: i vortici cambiano direzione e si propagano dal centro verso la periferia. 8 secondi, in ciclo.

Le tre logiche a confronto

Modello_1Modello_2Modello_3
Origine dei vorticiDall'alto: il cielo che giraDal basso: l'urto dei gettiDal fronte che avanza
StrutturaUn vortice contiene gli altriCatene getto → dipoloAnelli di riccioli
Mattone principaleRankine attenuatoGetto parabolico + dipoloRankine schermato
Per ConfluenzeVortice, correnteOnda come urto e ritornoL'incontro che genera vortici

Fonti