ID:
509095
Durata (ore):
50
CFU:
6
SSD:
IDRAULICA
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (03/03/2025 - 13/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Al termine del Corso, lo studente avrà acquisito gli elementi teorici indispensabili per l'analisi di problemi avanzati nell'ambito dell'ingegneria idraulica, con particolare riferimento al moto turbolento e a situazioni di moto vario. Avrà inoltre esteso le conoscenze fornite nei precedenti corsi di Idraulica per le correnti liquide (moti unidimensionali) al contesto pluridimensionale.
Il Corso fornisce inoltre le basi per successivi approfondimenti nei corsi del secondo anno della Laurea Magistrale, quali Fluvial Hydraulics, Flood Propagation, Impianti Idroelettrici, Impianto Eolici e Computational Fluid Dynamics.
Attraverso le esercitazioni, lo studente acquisirà inoltre la capacità di applicare le nozioni teoriche all'analisi di alcuni problemi rilevanti nell'ambito dell'ingegneria idraulica (e.g. fenomeni di moto vario nelle correnti a superficie libera ed in pressione, spinte idrodinamiche su elementi meccanici, correnti turbolente).
Il Corso fornisce inoltre le basi per successivi approfondimenti nei corsi del secondo anno della Laurea Magistrale, quali Fluvial Hydraulics, Flood Propagation, Impianti Idroelettrici, Impianto Eolici e Computational Fluid Dynamics.
Attraverso le esercitazioni, lo studente acquisirà inoltre la capacità di applicare le nozioni teoriche all'analisi di alcuni problemi rilevanti nell'ambito dell'ingegneria idraulica (e.g. fenomeni di moto vario nelle correnti a superficie libera ed in pressione, spinte idrodinamiche su elementi meccanici, correnti turbolente).
Prerequisiti
Conoscenza dei fondamenti di analisi matematica e di meccanica razionale.
Consocenza dei fondamenti di meccanica dei fluidi e di idraulica e capacità di applicarli al calcolo delle correnti in pressione e delle correnti a superficie libera.
Consocenza dei fondamenti di meccanica dei fluidi e di idraulica e capacità di applicarli al calcolo delle correnti in pressione e delle correnti a superficie libera.
Metodi didattici
Lezioni frontali teoriche.
Esercitazioni pratiche mediante la soluzione in Excel dei seguenti problemi:
- Calcolo di spinte idrodinamiche sugli elementi di una condotta in pressione;
- Calcolo del coefficiente di attrito e delle spinte idrodinamiche in una corrente turbolenta a superficie libera
- Calcolo dello spessore minimo in una condotta in presenza di moto vario indotto dalla chiusura di una valvola
- Calcolo della risalita di un’onda di marea in un estuario fluviale
- Calcolo dell’onda a fronte ripido conseguente all’apertura di una conca di navigazione
Esercitazioni pratiche mediante la soluzione in Excel dei seguenti problemi:
- Calcolo di spinte idrodinamiche sugli elementi di una condotta in pressione;
- Calcolo del coefficiente di attrito e delle spinte idrodinamiche in una corrente turbolenta a superficie libera
- Calcolo dello spessore minimo in una condotta in presenza di moto vario indotto dalla chiusura di una valvola
- Calcolo della risalita di un’onda di marea in un estuario fluviale
- Calcolo dell’onda a fronte ripido conseguente all’apertura di una conca di navigazione
Verifica Apprendimento
Prova orale basata sull'analisi e discussione dei problemi proposti durante le esercitazioni del corso, con approfondimenti sugli aspetti teorici
Testi
Citrini D., Noseda D., Idraulica. CEA, Milano 1987
Tennekes H., Lumley J.L., A first course in turbulence, MIT Press 1972
Natale L., Idraulica industriale, dispense, 2012
Chanson H., The hydraulics of open channel flow: an introduction, Elsevier, 2004
Tennekes H., Lumley J.L., A first course in turbulence, MIT Press 1972
Natale L., Idraulica industriale, dispense, 2012
Chanson H., The hydraulics of open channel flow: an introduction, Elsevier, 2004
Contenuti
Richiami alle equazioni del moto dei fluidi. Conservazione della massa e bilancio della quantità di moto. Equazioni di Navier-Stokes e loro semplificazione per correnti monodimensionali.
Applicazioni dell'equazione globale dell'equilibrio idrodinamico al calcolo della spinta idrodinamica. Calcolo delle forze idrodinamiche: portanza e resistenza, coefficienti idrodinamici.
Cenni alla teoria della turbolenza: instabilità, scale della turbolenza, equazioni mediate di Reynolds. Turbolenza di parete: profili di velocità. Applicazioni alle correnti turbolente nelle condotte e nei canali.
Moto vario nelle correnti in pressione. Celerità dell’onda di pressione in un liquido. Equazioni del moto in forma caratteristica e loro soluzione numerica. Colpo d’ariete: formula di Allievi e formula di Michaud. Calcolo di situazioni di moto rapidamente variato in condizioni non-stazionarie (valvole di regolazione, pompe, perdite di portata per rottura della condotta).
Moto vario nelle correnti a superficie libera. Celerità delle onde di livello. Equazioni di De Saint Venant. Equazioni del moto in forma caratteristica e loro soluzione numerica. Metodo di Hartree. Caso dell’onda semplice e sue applicazioni.
Onde a fronte ripido. Formazione e celerità dell’onda. Onde di crollo: problema del dam break su fondo asciutto e su fondo bagnato.
Applicazioni dell'equazione globale dell'equilibrio idrodinamico al calcolo della spinta idrodinamica. Calcolo delle forze idrodinamiche: portanza e resistenza, coefficienti idrodinamici.
Cenni alla teoria della turbolenza: instabilità, scale della turbolenza, equazioni mediate di Reynolds. Turbolenza di parete: profili di velocità. Applicazioni alle correnti turbolente nelle condotte e nei canali.
Moto vario nelle correnti in pressione. Celerità dell’onda di pressione in un liquido. Equazioni del moto in forma caratteristica e loro soluzione numerica. Colpo d’ariete: formula di Allievi e formula di Michaud. Calcolo di situazioni di moto rapidamente variato in condizioni non-stazionarie (valvole di regolazione, pompe, perdite di portata per rottura della condotta).
Moto vario nelle correnti a superficie libera. Celerità delle onde di livello. Equazioni di De Saint Venant. Equazioni del moto in forma caratteristica e loro soluzione numerica. Metodo di Hartree. Caso dell’onda semplice e sue applicazioni.
Onde a fronte ripido. Formazione e celerità dell’onda. Onde di crollo: problema del dam break su fondo asciutto e su fondo bagnato.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
INGEGNERIA CIVILE
Laurea Magistrale
2 anni
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