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Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

01RFYRW

A.A. 2019/20

2019/20

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

PERIODO: MAGGIO - GIUGNO - LUGLIO Il corso intende introdurre gli studenti allo studio, attraverso modellazione numerica, dell'evoluzione dei movimenti rapidi di versante, quali valanghe di roccia e colate detritiche. Verranno trattati metodi utili ai fini di una migliore comprensione della dinamica di tali fenomeni, della mappatura delle aree di possibile espansione, della valutazione quantitativa del rischio, e della progettazione di opere di mitigazione e protezione del territorio. Tali aspetti verranno approfonditi illustrando e proponendo agli studenti l'applicazione di alcuni degli approcci numerici che ad oggi vedono maggiore impiego e prospettive di sviluppo in tale ambito, senza trascurare di mettere in evidenza i limiti e le problematiche che ciascun metodo presenta. Nello specifico, verranno analizzati sia metodi che si basano su di un approccio continuo, quale il Metodo ai Volumi Finiti e il Metodo Lattice-Boltzmann, che metodi basati su di un approccio discreto, quale il Metodo agli Elementi Distinti.

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

PERIOD: MAY - JUNE - JULY The course aims at introducing the students to the study of fast landslides, such as rock avalanches and debris flow, through numerical modeling. Methods employed for the study of the dynamics of propagation, the creation of hazard maps, the quantitative risk assessment, and the design of structural countermeasure will be illustrated. These different perspectives will be treated by introducing the students to the numerical approaches that exhibit the highest potential and the widest usage in the field. Potentialities and limitations of the treated methods will be described well. Specifically, the course will focus both on continuum-based models, such as the Finite Volume Method or the Lattice-Boltzmann Method, and on discrete-based methods, such as the Finite Element Method.

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

Capacità di associare ai diversi cinematismi il metodo numerico appropriato. Sviluppo di capacità critica nel valutare ipotesi e risultati dell’applicazione di un metodo numerico. Padronanza delle basi teoriche di metodi continui e discontinui per i movimenti rapidi di versante.

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

Capability to associate each type of fast landslide to the appropriate numerical treatment. Development of critical capabilities on the evaluation of hypotheses and results of numerical applications. Good command of the theoretical basis of continuum and discrete methods.

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

Meccanica dei continui, principi di geotecnica e idraulica.

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

Continuum mechanics, principles of geotechnical and hydraulic engineering

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

Introduzione ai movimenti rapidi di versante, agli interventi di mitigazione e ai metodi di analisi. Modellazione nell’ambito della meccanica dei continui: aspetti teorici, ipotesi, semplificazione. Leggi reologiche: tipi, selezione, problematiche. Metodo ai Volumi Finiti: principi ed implementazione. Esempi di applicazione ed esercitazione guidata. Il metodo agli Elementi Discreti in ambito geotecnico. Esercitazione: implementazione del Metodo agli Elementi Discreti. Interazione tra opera di difesa e colata detritica. Metodi al continuo tridimensionali, potenzialità e esempi di applicazione. Il Metodo di Lattice-Boltzmann e l’approccio multifase.

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

Introduction to fast landslides, to countermeasures and to methods of analysis Numerical modelling in the continuum mechanics framework: theoretical aspects, hypothesis, simplifications. Rheological laws: types, selection, and critical evaluation. The Finite Volume Method: Principles and applications. Examples of application and practical session. The Discrete element Method for soil mechanics. Practical session: implementation of the Discrete Element Method. Interaction between debris flow and structures. 3D continuum methods: potentialities, trends and applications. The Lattice-Boltzmann Method and multi-phase approaches.

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

Il corso richiede l’utilizzo del pc in aula. Ulteriori istruzioni sui software necessari per eseguire le esercitazioni saranno communicate agli iscritti.

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

A personal computer is required. Further information on the software required for the practical sessions will be communicated to the students.

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

Le 20 ore di lezione, di cui 10 di esercitazioni pratiche, sono programmate in modo intensivo su quattro giorni. A tutti i partecipanti verrà rilasciato un attestato di partecipazione. Regole d'esame - Verrà valutata la relazione finale sulle esercitazioni pratiche.

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

The lectures are scheduled on 20 hours, over four intensive days. Of these, 10 hours are devoted to practical sessions. All participants will receive an attendance certificate. A report on the practical sessions will be evaluated.

Modellazione numerica di movimenti rapidi di versante

Hungr, O., & Jakob, M. (2005). Debris-flow Hazards and Related Phenomena. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/b138657 D. Potter (1973) Computational Physics. Wiley-Interscience London. ISBN 0471695556 Mohamad, A. A. (2011). Lattice Boltzmann Method: Fundamentals and Engineering Applications with Computer Codes. Springer. https://doi.org/10.1007/978-0-85729-455-5 Pöschel, T., & Schwager, T. (2005). Computational granular dynamics: Models and algorithms. Computational Granular Dynamics: Models and Algorithms. Springer. https://doi.org/10.1007/3-540-27720-X

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Hungr, O., & Jakob, M. (2005). Debris-flow Hazards and Related Phenomena. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/b138657 D. Potter (1973) Computational Physics. Wiley-Interscience London. ISBN 0471695556 Mohamad, A. A. (2011). Lattice Boltzmann Method: Fundamentals and Engineering Applications with Computer Codes. Springer. https://doi.org/10.1007/978-0-85729-455-5 Pöschel, T., & Schwager, T. (2005). Computational granular dynamics: Models and algorithms. Computational Granular Dynamics: Models and Algorithms. Springer. https://doi.org/10.1007/3-540-27720-X

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Modalità di esame:

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Verrà valutata la relazione finale sulle esercitazioni pratiche.

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Exam:

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A report on the practical sessions will be evaluated.



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