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 Scheda Riassuntiva
 Anno Accademico 2022/2023 Tipo incarico Dottorato Insegnamento 084674 - MECCANICA DEI FLUIDI Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare Docenti: Titolare (Co-titolari) Messa Gianandrea Vittorio

Corso di Dottorato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
MI (1378) - INGEGNERIA AMBIENTALE E DELLE INFRASTRUTTURE / ENVIRONMENTAL AND INFRASTRUCTURE ENGINEERINGAZZZZ084674 - MECCANICA DEI FLUIDI

 Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi
 By attending this course, the studends will learn the theoretical background of fluid mechanics required to understand and interpret fluid mechanics phenomena. These skills are necessary to approach Computational Fluid Dynamics simulations and experiments involving fluid flows. The detailed program of the course is as follows.   Basic concepts of fluid mechanics. Continuum approach in fluid mechanics: mass forces and surface forces, stresses tensor and its components (isotropic and deviatoric); stress-based definition of pressure. No slip condition. Classification of fluid flows: compressible versus incompressible flow, laminar versus turbulent flow, steady versus unsteady flow. Eulerian and Lagrangian frameworks in fluid mechanics. The Eulerian acceleration field and its relation with the Eulerian velocity field: local and convective accelerations. Strain rate tensor and rotation rate tensor.   Fundamental equations of fluid mechanics. Mass conservation equation in the differential, Eulerian formulation. Momentum conservation equation in the differential, Eulerian formulation. Equation of state for isothermal flow: incompressible flow and weakly compressible flow. The fluid dynamic problem and the need for constitutive models.   Constitutive models for the stresses tensor. The inviscid flow model and the Euler equations. The Bernoulli equation. Irrotational flow. The Bernoulli equation for irrotational flow. Potential flow. The solution strategy for the irrotational flow problem. Constitutive models for Stokesian and Newtonian flows. The Navier-Stokes equations in the differential, Eulerian formulation. Analytical solutions to the Navier-Stokes equations: plane Poiseuille flow and cylindrical Poiseuille flow.   Modelling of turbulent flows. Quick overview of basic concepts of turbulence in fluid flows: multi-scale behavior of turbulence, integral and Kolmogorov scales. DNS, LES, and RANS approaches for the modelling of turbulent flows. Derivation of the RANS in the differential, Eulerian formulation. The U-RANS as a generalization of the RANS to non-statistically steady flows. RANS-based turbulence models: Reynolds Stresses Model and eddy-viscosity based models. The k-ε standard turbulence model. RANS-based modelling of the fully-developed, turbulent flow in a large, rectangular pipe: total shear stress and its component (viscous and turbulent) and the Reynolds-averaged velocity profile. The inner layer assumption of Prandtl and the universal law of the wall.

 Note Sulla Modalità di valutazione
 Written test followed by oral discussion with the teacher.

 Intervallo di svolgimento dell'attività didattica
 Data inizio 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31   Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre   2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 Data termine 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31   Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre   2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029

 Calendario testuale dell'attività didattica
 The detailed course calendar will be defined at a later stage. It is planned to have two lectures per week of about 2-3 hours each, resulting in a total duration of the course of about 4-6 weeks.

 Bibliografia
 H. Versteeg, W. Malalasekera, An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method, Editore: Pearson Prentice Hall, Anno edizione: 2007, ISBN: 9780131274983Note:Chapters 2 and 3 are of interest for this course. S.B. Pope, Turbulent flows, Editore: Cambridge University Press, Anno edizione: 2000, ISBN: 9780521598866Note:Section 7.1 is of interest for this course.

 Software utilizzato
 Nessun software richiesto

 Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
25.0
esercitazione
0.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

 Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
 Insegnamento erogato in lingua Inglese Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese

 Note Docente
 schedaincarico v. 1.9.6 / 1.9.6 Area Servizi ICT 22/05/2024