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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
Insegnamento 088609 - IDRAULICA 2
Docente Messa Gianandrea Vittorio
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing - Civ (Mag.)(ord. 270) - MI (488) INGEGNERIA CIVILE - CIVIL ENGINEERING*AZZZZ088609 - IDRAULICA 2
088632 - COMPLEMENTI DI IDRAULICA
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (491) MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY - INGEGNERIA DEI MATERIALI E DELLE NANOTECNOLOGIE*AZZZZ088632 - COMPLEMENTI DI IDRAULICA

Obiettivi dell'insegnamento

L'insegnamento Idraulica 2 tratta le principali problematiche di modellazione di fenomeni idrodinamici legati a fondamentali applicazioni dell’Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale, ma che trovano frequenti applicazioni nell’ambito dell'Ingegneria Industriale. L’approccio dell'insegnamento è modellistico, vengono presentate problematiche ingegneristiche complesse e discusse soluzioni basate sulla modellazione concettuale semplificata dei parametri fisici che governano il fenomeno. I modelli proposti sono analizzati criticamente e valutati in base ai molteplici aspetti teorici e pratici che i problemi affrontati includono. Per affrontare questo percorso didattico, nella prima parte dell'insegnamento saranno richiamate e approfondite leggi e formulazioni della Meccanica dei Fluidi, così da consolidare la base teorica necessaria alla comprensione dei fenomeni in studio.


Risultati di apprendimento attesi

CONOSCENZA E COMPRENSIONE

L'alunno consoliderà e completerà la teoria di base del moto deli fluidi, approfondendo le formulazioni specifiche per i differenti ambiti applicativi e sarà in grado di comprenderne le differenze concettuali ed i limiti di validità. Affronterà la teoria della similitudine di fenomeni fisici e della loro modellazione, con particolare riferimento ai fenomeni idraulici e fluidodinamici. Analizzerà le peculiarità della modellazione in ambito idraulico, comprendendo i limiti fisici e le ipotesi semplificative che ne consentono l'applicazione. 

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

L'approccio didattico durante le lezioni teoriche e le modalità di lavoro richiesto durante esercitazioni e laboratori è teso a coinvolgere lo studente alla partecipazione attiva e a spingerlo ad applicare le conoscenze acquisite. In particolare, alle ipotesi modellistiche è richiesto un supporto quantitativo che consente allo studente di acquisire senso critico e discernimento nell'applicazione dei metodi e modelli per affrontare problemi ingegnaristici.

 


Argomenti trattati

IDRAULICA 2 (10cfu) 

Richiami e approfondimenti di Meccanica dei Fluidi. Equazioni fondamentali della Meccanica dei Fluidi, formulazioni Lagrangiana e Euleriania delle equazioni e loro implicazioni, equazioni di Navier-Stokes, soluzioni analitiche delle equazioni di Navier-Stokes. Flussi turbolenti ed equazioni di Navier-Stokes mediate alla Reynolds (RANS).

Correnti a superficie libera in regime di moto permanente. Il concetto di corrente e la sua modellazione monodimensionale. Richiami sul moto uniforme e sui profili di moto permanente per alvei cilindrici. Correnti permanenti con portata costante in presenza di singolarità idrauliche. Tracciamento pratico dei profili. Correnti permanenti con portata variabile. A questo ciclo di lezioni sono abbinate esercitazioni in aula relative al tracciamento qualitativo dei profili e un laboratorio di progetto nel quale è affrontata la valutazione di rischio alluvionale su un tratto di fiume reale con l’ausilio di software dedicati.

Analisi dimensionale, Similitudine e Modelli. Teorema di Buckingham e analisi dimensionale. Modelli e Similitudine. Modelli Idraulici e Fluidodinamici: legge di similitudine di Reynolds, di Froude e cenni ad altre leggi di similitudine. Modelli a scala non distorta e distorta. A questo ciclo di lezioni sono abbinati una serie di laboratori informatici nei quali saranno affrontate le problematiche relative alla progettazione e all'utilizzo di modelli fisici per lo studio di fenomeni idraulici e la modellazione di processi fluidodinamici.

Correnti a superficie libera in regime di moto vario. Modellazione 1D dei fenomeni ondosi tramite le equazioni di De Saint Venant. Modelli semplificati per il calcolo delle onde di piena. Onde di traslazione nei canali. A questo ciclo di lezioni sono abbinati una serie di laboratori informatici nei quali saranno affrontate le problematiche relative alla modellazione della propagazione di onde a superficie libera.

Esercitazioni, laboratori e seminari. Le esercitazioni e i laboratori numerici saranno strettamente collegati alla parte teorica di cui sono naturale integrazione. Lo scopo di queste attività è di applicare le nozioni teoriche e risolvere attraverso analisi qualitative e quantitative casi di studio, progetti semplificati e studi di fattibilità. Nell’ambito del corso potranno essere previste alcune ore dedicate a laboratori sperimentali e a seminari su temi applicativi ed attuali tenute da professionisti.

COMPLEMENTI DI IDRAULICA (6 cfu)

L'insegnamento comprende alcuni degli argomenti dell'insegnamento Idraulica 2: Richiami e approfondimenti di Meccanica dei Fluidi, Correnti a superficie libera in regime di moto permanente, Analisi dimensionale, Similitudine e Modelli, oltre a esercitazioni, laboratori e seminari.


Prerequisiti

Fondamenti della: meccanica del continuo; meccanica dei fluidi e/o idraulica; analisi matematica.


Modalità di valutazione

Per il superamento dell'esame, lo studente dovrà dimostrare di conoscere la teoria sul moto dei fluidi e le sue formulazioni specifiche affrontate nell'ambito del corso discutendone differenze e i limiti di applicabilità. Dovrà dimostrare la padronanza dei concetti di similitudine e modelli con particolare riferimento agli aspetti della modellazione di fenomeni e opere idrauliche. Inoltre dovrà dimostrare senso critico e discernimento nell'applicazione dei metodi e modelli affrontati.

IDRAULICA 2 (10cfu)

L'esame può essere superato presentandosi ad uno degli appelli di giugno-luglio, agosto-settembre o gennaio-febbraio. Esso consiste in due fasi. Dapprima è richiesto il tracciamento qualitativo di un profilo a pelo libero in moto permanente. Se l'esito di questa prima fase è giudicato sufficiente, lo studente potrà accedere alla prova oarle, che consiste nel rispondere a domande, in forma aperta, che vertono su tutti gli argomenti trattati nell'insegnamento, corredando la forma discorsiva con equazioni e grafici, in un’esposizione sintetica e completa. Sono previste sia domande di natura teorica sia semplici esercizi da risolvere in forma letterale. In funzione di specifiche esigenze organizzative, potrebbe essere richiesto di svolgere l'intera o parte della prova orale rispondendo alle domande componendo un elaborato scritto, oggetto di successiva discussione con il docente. Scopo della prova orale è, da un lato, verificare l’apprendimento dei concetti teorici alla base dell'insegnamento, inclusa la loro implementazione matematica (dimostrazione). Dall'altro, si verifica la capacità dello studente di elaborare collegamenti tra i vari argomenti dell'insegnamento. Gli elaborati sviluppati nel corso delle esercitazioni dovranno essere consegnati almeno due settimane prima dell'esame e contribuiscono alla valutazione complessiva: lo studente potrà presentarsi all'esame solo se la valutazione degli elaborati è positiva.

Nel corso dell'anno potrebbero essere proposti seminari ovvero visite di campo e/o di laboratorio, quali integrazioni culturali non obbligatorie ai fini del superamento dell'esame.

COMPLEMENTI DI IDRAULICA (6 cfu)
Per sostenere l'esame di questo insegnamento non è necessario consegnare gli elaborati di laboratorio e gli argomenti della prova orale saranno limitati a quelli riportati nel campo "Argomenti trattati".


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaD. Citrini, G. Noseda, Idraulica, Editore: Casa Editrice Ambrosiana, Anno edizione: 1987, ISBN: 8808081044
Risorsa bibliografica facoltativaB. R. Munson, T. H. Okiishi, W. W. Huebsch. A cura di E. Larcan, P. Escobar Rojo, Meccanica dei fluidi, Editore: Città Studi Edizioni, Anno edizione: 2016, ISBN: 8825173911
Risorsa bibliografica facoltativaChow, V. T, Open-Channel Hydraulics, Editore: McGraw-Hill Book Co., New York, NY
Risorsa bibliografica facoltativaA. Defina, Profili di moto permanente, Editore: Libreria Cortina Padova, Anno edizione: 2020

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
60:00
90:00
Esercitazione
10:00
15:00
Laboratorio Informatico
15:00
22:30
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
15:00
22:30
Totale 100:00 150:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano

Note Docente
schedaincarico v. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
02/04/2020