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Programma

Obiettivi generali: si prevede di fornire le capacità di analisi e di sintesi necessarie per applicare le conoscenze di meccanica dei fluidi all’idraulica delle correnti liquide. Vengono altresì arricchite conoscenze di base che il corso di Idraulica I ha appena introdotto. E’ giudicata fondamentale la capacità di impostare e risolvere qualitativamente problemi anche articolati di moto permanente a superficie libera, nonché di moto vario sia in pressione che a superficie libera. Obiettivi formativi: cConcetti fondamentali inerenti l’idraulica delle correnti a superficie libera in moto uniforme, permanente e vario; sensibilità sul tracciamento dei profili di rigurgito e sul ruolo delle condizioni al contorno e degli ostacoli in alveo. Idraulica delle correnti in pressione in moto vario. E’ richiesta la capacità di predisporre correttamente lo studio dei transitori, da affrontare nel seguito con metodi di integrazione numerica. Conoscenze di base sui moti di filtrazione. Elementi di meccanica dei fluidi inerenti i fenomeni di resistenza al moto, i moti turbolenti e la loro schematizzazione. MOTI TURBOLENTI. Equazioni di Reynolds. Moti mediamente uniformi. Teoria della lunghezza di mescolamento. MOTO UNIFORME DELLE CORRENTI A SUPERFICIE LIBERA. Carico specifico e profondità critica. Correnti veloci e lente. Pendenza critica. Calcolo delle resistenze. Scale di deflusso. Alvei a sezione composita. MOTO PERMANENTE DELLE CORRENTI A SUPERFICIE LIBERA. Alvei cilindrici. Profili di rigurgito. Condizioni al contorno. Soluzione di Bresse. Alvei non prismatici. Risalto idraulico. Profili di rigurgito. Ostacoli, stramazzi. MOTO VARIO DELLE CORRENTI A SUPERFICIE LIBERA. Propagazione di perturbazioni ondose. Metodo delle caratteristiche. Condizioni al contorno. Crollo diga. MOTO VARIO NELLE CONDOTTE IN PRESSIONE. Equazioni di continuità e del moto. Oscillazioni di massa. Oscillazioni elastiche. Equazioni semplificate. Soluzione generale. Condizioni iniziali e al contorno. Manovre brusche e lente. Sovrappressioni. Equazioni concatenate di Allievi. Metodo grafico. Metodo delle caratteristiche. Condizioni al contorno.Condotte prementi con cassa d'aria. MOTI DI FILTRAZIONE. Caratteristiche del fluido e dell'ammasso. Legge di Darcy. Trincea filtrante in pressione ed a superficie libera. Pozzo in falda artesiana e pozzo in falda freatica. Moto permanente bidimensionale in falda freatica. STRATO LIMITE. Teoria dello strato limite laminare su lastra piana liscia. Problemi di scala e analisi dimensionale. Soluzione di Blasius. Bilancio integrale di quantità di moto e conseguente soluzione. Problemi di separazione. Resistenza del cilindro e della sfera.

Testi consigliati:

  1. MARCHI E., RUBATTA A., Meccanica dei fluidi. Principi ed applicazioni idrauliche. UTET, 1981.
  2. CITRINI D., NOSEDA G., Idraulica. CEA, 1987.
  3. ALFONSI G., ORSI E., Problemi di Idraulica e Meccanica dei fluidi. CEA, Milano, 1984.
  4. GHETTI A., Idraulica, Ed. Cortina, Padova, Ultima ediz.
  5. LIGGET J.A., CAUGHEY D. A., Fluid Mechanics. An Interactive Text. ASCE Press, Reston, VA, 1998.
  6. WHITE F. M., Fluid Mechanics, Mc Graw Hill Intern. Student Ed., 1979.
  7. FOGIEL M. & AL., The fluid mechanics and dynamics problem solver, Research and Education Association, New York, 1986.
  8. Chow V. T., Open channel hydraulics, Mc Graw-Hill Int. Ed. 22 printing, 1986