ID:
510791
Durata (ore):
30
CFU:
3
SSD:
IDRAULICA
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (03/03/2025 - 13/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso permetterà di acquisire le conoscenze teoriche per la comprensione e l’analisi dei principali processi che influenzano l’idrodinamica costiera e i fenomeni correlati (onde di vento, correnti litoranee e trasporto solido).
Queste conoscenze saranno consolidate mediante applicazione dei concetti teorici alla soluzione e all’analisi critica di problemi di idraulica marittima legati alla meccanica del moto ondoso (generazione propagazione e trasformazione su fondale variabile) e alla morfodinamica del litorale.
Al termine del corso, lo studente acquisirà la conoscenza e la padronanza di utilizzo di fondamentali modelli di numerici per l’analisi del moto ondoso (SWAN) e del trasposto solido lungo la costa.
Oltre a costituire la base culturale indispensabile per lo studio della progettazione di opere di difesa costiera (dighe foranee, scogliere, pennelli etc.), le conoscenze acquisite potranno essere utilizzate per l’analisi del clima ondoso di un dato paraggio a supporto della progettazione di sistemi di conversione dell’energia del moto ondoso e di strutture di sostegno per le turbine eoliche offshore.
Queste conoscenze saranno consolidate mediante applicazione dei concetti teorici alla soluzione e all’analisi critica di problemi di idraulica marittima legati alla meccanica del moto ondoso (generazione propagazione e trasformazione su fondale variabile) e alla morfodinamica del litorale.
Al termine del corso, lo studente acquisirà la conoscenza e la padronanza di utilizzo di fondamentali modelli di numerici per l’analisi del moto ondoso (SWAN) e del trasposto solido lungo la costa.
Oltre a costituire la base culturale indispensabile per lo studio della progettazione di opere di difesa costiera (dighe foranee, scogliere, pennelli etc.), le conoscenze acquisite potranno essere utilizzate per l’analisi del clima ondoso di un dato paraggio a supporto della progettazione di sistemi di conversione dell’energia del moto ondoso e di strutture di sostegno per le turbine eoliche offshore.
Prerequisiti
Conoscenze di analisi e fisica matematica, basi dei metodi numerici per la soluzione delle equazioni differenziali, conoscenza approfondita della meccanica dei fluidi.
Metodi didattici
Lezioni teoriche sugli aspetti fisico matematici per l'analisi dei processi idro-morfo-dinamici caratterizzanti l'ambiente costiero.
Applicazione e consolidamento delle conoscenze teoriche attraverso la soluzione al calcolatore di problemi di interesse applicativo nell'ambito dell'idraulica marittima e dell'ingegneria costiera.
Applicazione e consolidamento delle conoscenze teoriche attraverso la soluzione al calcolatore di problemi di interesse applicativo nell'ambito dell'idraulica marittima e dell'ingegneria costiera.
Verifica Apprendimento
La verifica dell’apprendimento avviene attraverso una prova orale mediante la quale vengono accertate le conoscenze teoriche e le metodologie di calcolo per l'analisi dei problemi inerenti i fenomeni costieri (onde e correnti litoranee).
La verifica si basa sulla discussione orale delle esercitazioni del corso attraverso, attraverso la quale lo studente deve dimostrare la capacità di: illustrare il problema (ipotesi, condizioni al contorno etc.); definire il sistema di equazioni differenziali che ne governano la dinamica; illustrare la metodologia di soluzione adottata (analitica o numerica); analizzare criticamente i risultati e la loro coerenza con gli aspetti teorici e le ipotesi adottate; esplorare l'effetto della variazione dei parametri della modellazione sul risultato ottenuto.
Il punteggio attribuito sarà determinato seguendo i predetti criteri, considerando inoltre: modalità di esposizione dei contenuti (e.g., ordine
logico, proprietà di linguaggio); capacità di analisi critica dei risultati; coerenza rispetto al quadro teorico.
La verifica si basa sulla discussione orale delle esercitazioni del corso attraverso, attraverso la quale lo studente deve dimostrare la capacità di: illustrare il problema (ipotesi, condizioni al contorno etc.); definire il sistema di equazioni differenziali che ne governano la dinamica; illustrare la metodologia di soluzione adottata (analitica o numerica); analizzare criticamente i risultati e la loro coerenza con gli aspetti teorici e le ipotesi adottate; esplorare l'effetto della variazione dei parametri della modellazione sul risultato ottenuto.
Il punteggio attribuito sarà determinato seguendo i predetti criteri, considerando inoltre: modalità di esposizione dei contenuti (e.g., ordine
logico, proprietà di linguaggio); capacità di analisi critica dei risultati; coerenza rispetto al quadro teorico.
Testi
1) SHORE PROTECTION MANUAL Vol I. Coastal Engineering Research Center, US Army Corps of Engineers (1984).
2) J.W. Kamphuis, Introduction to Coastal Engineering and Management, Adv. Series on Ocean Engineering – vol. 16, World Scientific
3) R.G. Dean & R.A. Dalrymple, Water wave mechanics for engineers and scientists, Adv. Series on Ocean Engineering – vol. 2, World Scientific
4) SWAN Cycle III USER MANUAL. https://swanmodel.sourceforge.io/ 1993-2023 Delft University of Technology
5) Young I.R. "Wind Generated Ocean Waves" Volume 2, 1st Edition. Elsevier 1999 - ISBN: 9780080433172
2) J.W. Kamphuis, Introduction to Coastal Engineering and Management, Adv. Series on Ocean Engineering – vol. 16, World Scientific
3) R.G. Dean & R.A. Dalrymple, Water wave mechanics for engineers and scientists, Adv. Series on Ocean Engineering – vol. 2, World Scientific
4) SWAN Cycle III USER MANUAL. https://swanmodel.sourceforge.io/ 1993-2023 Delft University of Technology
5) Young I.R. "Wind Generated Ocean Waves" Volume 2, 1st Edition. Elsevier 1999 - ISBN: 9780080433172
Contenuti
Richiami di meccanica delle onde lineari: caratteristiche dell’onda, campo di pressione e velocità, celerità di fase, relazione di dispersione, celerità di gruppo, energia specifica. Propagazione su batimetria cilindrica a dolce pendenza: shoaling e rifrazione. Cenni sulla diffrazione e riflessione. Frangimento in acqua bassa e profonda.
Onde generate dal vento. Classificazione delle onde. Analisi del moto ondoso a breve termine. Analisi nel dominio del tempo e nel dominio delle frequenze. Altezza d’onda significativa. Spettro d’onda e periodo di picco. Cenni sull’analisi del moto ondoso a lungo termine. Processo di generazione delle onde di vento. Modelli spettrali e parametrici. Modelli direzionali.
Fluttuazioni del livello del mare. Maree. Sovralzo di tempesta e sovralzo barico. Cenni su altre tipologie di fluttuazioni (stagionali e di lungo termine).
Modelli numerici spettrali per la generazione e la propagazione delle onde di vento. Il codice SWAN (Simulating WAve Nearshore). Aspetti generali sull’approccio alla modellazione numerica. Equazione di bilancio dell’azione d’onda. Condizioni al contorno e processi fisici (generazione, frangimento, attrito al fondo, interazioni tra componenti d’onda, wave set-up). Esempi di calcolo: shoaling su batimetria cilindrica; rifrazione su batimetria cilindrica; generazione da vento (non-stazionario).
Trasporto solido litoraneo longitudinale e trasversale. Profilo dinamico trasversale. Profondità di chiusura. Cenni sulle correnti litoranee. Formula del CERC per il trasporto solido longitudinale indotto dal moto ondoso incidente sulla costa. Modello morfodinamico 1D dell’evoluzione della linea di riva. Esempi di calcolo: analisi dell’evoluzione della linea di riva per una spiaggia isolata tra due promontori (pocket beach).
Onde generate dal vento. Classificazione delle onde. Analisi del moto ondoso a breve termine. Analisi nel dominio del tempo e nel dominio delle frequenze. Altezza d’onda significativa. Spettro d’onda e periodo di picco. Cenni sull’analisi del moto ondoso a lungo termine. Processo di generazione delle onde di vento. Modelli spettrali e parametrici. Modelli direzionali.
Fluttuazioni del livello del mare. Maree. Sovralzo di tempesta e sovralzo barico. Cenni su altre tipologie di fluttuazioni (stagionali e di lungo termine).
Modelli numerici spettrali per la generazione e la propagazione delle onde di vento. Il codice SWAN (Simulating WAve Nearshore). Aspetti generali sull’approccio alla modellazione numerica. Equazione di bilancio dell’azione d’onda. Condizioni al contorno e processi fisici (generazione, frangimento, attrito al fondo, interazioni tra componenti d’onda, wave set-up). Esempi di calcolo: shoaling su batimetria cilindrica; rifrazione su batimetria cilindrica; generazione da vento (non-stazionario).
Trasporto solido litoraneo longitudinale e trasversale. Profilo dinamico trasversale. Profondità di chiusura. Cenni sulle correnti litoranee. Formula del CERC per il trasporto solido longitudinale indotto dal moto ondoso incidente sulla costa. Modello morfodinamico 1D dell’evoluzione della linea di riva. Esempi di calcolo: analisi dell’evoluzione della linea di riva per una spiaggia isolata tra due promontori (pocket beach).
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Altre informazioni
Ricevimento: da concordare via e-mail con il docente dell’insegnamento.
Il materiale didattico è scaricabile dalla pagina del corso sulla piattaforma KIRO
https://elearning.unipv.it
Il materiale didattico è scaricabile dalla pagina del corso sulla piattaforma KIRO
https://elearning.unipv.it
Corsi
Corsi
INGEGNERIA CIVILE
Laurea Magistrale
2 anni
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