Il prof. Fedele si è occupato dei seguenti temi di ricerca:

(i) modellazione matematica dei materiali elastici a secondo e terzo gradiente: deduzione delle equazioni governanti con metodi variazionali, trasformazioni Euleriane-Lagrangiane con strumenti di geometria differenziale;

(ii) formulazione e sviluppo di codici di Digital Image Correlation (DIC 2D per misure di superficie da camera ottica, e 3D di volume da tomografia a raggi X) per il monitoraggio in situ di prove sperimentali, con approccio alla Galerkin e tecniche multiscala; ha utilizzato altri metodi computazionali applicati alle immagini digitali per applicazioni industriali e biomediche (registrazione di immagini biomedicali da tomografia a raggi X, costruzione di modelli ad elementi finiti per stent biomedicali);

(iii) problemi inversi e metodi di identificazione/calibrazione dei parametri di modelli costitutivi con approcci deterministici e stocastici, come filtri di Kalman (esteso, unscented ecc.), stima delle varianze con minimi quadrati pesati, metodi Monte Carlo, algoritmi genetici. Calibrazione di modelli coesivi per giunti/interfacce in compositi e provini in calcestruzzo a partire da misure statiche e cinematiche, calibrazione di modelli elasto-plastici per ruote ferroviarie, calibrazione di proprietà locali in solidi eterogenei a partire da misure alla macroscala, identificazione del danno in dighe con reti neurali artificiali. Stima della porosità da immagini tomografiche in conglomerato bituminoso.

(iv) sviluppo di prove non convenzionali per la caratterizzazioni di giunti ed interfacce, per il monitoraggio di superficie e di volume (con tomografia computerizzata ai raggi X). Sviluppo di attrezzature per prove meccaniche e per prove di bagnabilità in situ, all’interno di un tomografo a raggi X. Attività sperimentali con sorgenti di laboratorio e presso sincrotrone.

(v) modellazione meccanica di giunti e interfacce per applicazioni industriali (giunti adesivi, giunti metallo ceramici per alte temperature), e relative problematiche chimico-fisiche (bagnabilità, angolo di contatto). Implementazione in codici ad elementi finiti di elementi coesivi (Matlab, Fortran, Abaqus). Sviluppo di metodologie computazionali per il calcolo delle sensitività.

(vi) Sviluppo di modelli termo-meccanici a danneggiamento isotropo con accoppiamento chimico-fisico e procedure di regolarizzazione per simulare il deterioramento del calcestruzzo da reazione alcali aggregati e loro implementazione in codici ad elementi finiti Abaqus mediante UMAT e VUMAT.

(vii) modellazione eterogenea tridimensionale di elementi in muratura e rinforzo esterno in FRP per lo studio di problemi di delaminazione, e relativi studi sperimentali arricchiti da monitoraggio ottico; strategie di omogenizzazione in materiali eterogenei periodici;

(viii) modellazione in Comsol del comportamento elastico della cellula accoppiato a processi di diffusione sulla base di misure in colture cellulari all’interno di scaffolds.