IDRAULICA AMBIENTALE E MARITTIMA

Obiettivi formativi

Introdurre i concetti fondamentali e le problematiche di base dell'idraulica ambientale e marittima, con particolare riferimento al moto dei fluidi nei corpi idrici naturali e nel mare. Fornire allo studente gli strumenti applicativi che consentano la soluzione dei problemi. Per quanto riguarda le conoscenze acquisite, gli studenti che avranno superato l’esame saranno in grado di identificare le variabili di riferimento e le rappresentazioni matematiche dei fenomeni caratterizzanti l’idraulica ambientale e marittima ed individuare gli strumenti idonei alla loro valutazione. Competenze acquisite): gli studenti che avranno superato l’esame saranno in grado di condurre indagini e sperimentazioni e di analizzarne e interpretarne i dati, nonché di comprendere l'impatto delle soluzioni ingegneristiche nel contesto sociale e fisico-ambientale e di utilizzare strumenti e metodi dell'ingegneria per controllare il suddetto impatto. Lo studente sarà in grado di operare sia in autonomia sia come componente di un gruppo e relazionarsi con soggetti competenti in discipline differenti.

Canale 1
PAOLO MONTI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Termodinamica dei mezzi continui. Equazione di stato per i gas perfetti e per i liquidi. Formulazione integrale lagrangiana del I principio della termodinamica. Legame costitutivo termico di Fourier. Equazione di bilancio dell’energia termica. Gli effetti della rotazione terrestre. Vorticità e circolazione. Equazione della circolazione. I teoremi di Helmholtz e di Kelvin. Equazione della vorticità. Il problema fluidodinamico in forma adimensionale. Variabili di scala. Numeri caratteristici. Fluidi a la Boussinesq. Turbolenza. Equazioni di bilancio della meccanica dei fluidi in forma mediata. Equazione dell’energia cinetica media e turbolenta. Il problema della chiusura della turbolenza. Ipotesi di Boussinesq. Cenni sui modelli al primo ordine e sui modelli K-Epsilon. Strato limite. Stabilità statica e dinamica. Grandi masse fluide. Scale del moto. Approssimazione geostrofica e teorema di Taylor-Proudman. Correnti zonali. Strato di Ekman in atmosfera e in oceano. Bilancio radiativo al suolo. Lo strato limite atmosferico. Idraulica marittima. Cenni di oceanografia fisica. Cenni sulle maree astronomiche. Classificazione delle onde di mare. Flussi irrotazionali. Equazione di Bernoulli nei moti irrotazionali. Teoria irrotazionale lineare per onde periodiche su fondale orizzontale fisso. Campo di velocità e traiettorie. Relazione di dispersione. Eccesso di pressione. Energia e flusso di energia delle onde. Approssimazione di acqua profonda e acqua bassa. Interferenza. Velocità di gruppo. Onde stazionarie. Cenni sulla rifrazione e sullo shoaling. Esercitazione pratica riguardante l'uso di un modello numerico per il calcolo del campo meteorologico su scala regionale.
Prerequisiti
Conoscenze di base della meccanica dei fluidi (cinematica e dinamica)
Testi di riferimento
Kundu KK, Cohen IM, Dowling DR. Fluid Mechanics. Elsevier. Stull RB. An Introduction to Boundary Layer Meteorology. Kluwer Academic Publishers. Testi distribuiti dal docente.
Modalità insegnamento
60 ore di lezione in aula + 30 ore di esercitazioni su argomenti trattati durante il corso.
Frequenza
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria.
Modalità di esame
La valutazione viene effettuata attraverso prove in itinere + esame finale al termine del corso.
Bibliografia
Jacobson MZ, 1999. Fundamentals of Atmospheric Modelling. Cambridge University Press. Thorpe SA, 2005. The Turbulent Ocean. Cambridge University Press. Lighthill J, 1987. Waves in Fluids. Cambridge University Press.
Modalità di erogazione
60 ore di lezione in aula + 30 ore di esercitazioni su argomenti trattati durante il corso.
  • Codice insegnamento1018611
  • Anno accademico2024/2025
  • CorsoIngegneria per l'Ambiente e il Territorio - Environmental Engineering
  • CurriculumIngegneria per l'Ambiente e il Territorio - Tutela del territorio e difesa del suolo
  • Anno1º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDICAR/01
  • CFU9
  • Ambito disciplinareIngegneria per l'ambiente e territorio