L’insegnamento ha come obiettivo quello di fornire agli studenti i fondamenti della statica e della dinamica dei fluidi in assenza di scambi di calore. L’insegnamento ruota attorno allo studio ed all’applicazione delle equazioni che esprimono il bilancio di quantità di moto, energia meccanica e massa, sia in forma indefinita che globale.

Conoscenza delle proprietà dei fluidi. Conoscenza delle proprietà statiche, cinematiche e dinamiche dei fluidi e dei principi di funzionamento degli strumenti di misura e loro applicazioni. Capacità di calcolo delle spinte dei fluidi sulle superfici. Conoscenza delle problematiche relative al moto dei fluidi e capacità di analizzare e risolvere le problematiche connesse. Conoscenza delle tecniche di progettazione e verifica delle condotte in pressione in moto permanente e capacità di applicarle.

Conoscenze di analisi matematica (equazioni differenziali, integrali) e delle nozioni di fisica relative alle grandezze meccaniche.

I fluidi e le loro caratteristiche: definizione di fluido; i fluidi come sistemi continui; grandezze della meccanica dei fluidi e unità di misura; proprietà fisiche; sforzi nei sistemi continui (teorema di Cauchy). Statica dei fluidi: equazione indefinita della statica dei fluidi; equazione globale dell’equilibrio statico; statica dei fluidi pesanti incomprimibili; misura delle pressioni; spinta su superfici piane; spinta su superfici curve; spinta su corpi immersi; equilibrio relativo. Cinematica dei fluidi: impostazione euleriana e lagrangiana (derivata materiale); linee di corrente, traiettorie, linee di fumo; equazione di continuità (locale e globale); concetto di vorticità e di irrotazionalità; tensore delle velocità di deformazione e significato fisico dei termini. Dinamica dei fluidi: equazione indefinita e globale dell’equilibrio dinamico; equazioni di Eulero (fluidi perfetti); equazione globale di equilibrio per un fluido perfetto; teorema di Bernoulli; estensione del teorema di Bernoulli ad una corrente. Analisi dimensionale: adimensionalizzazione e normalizzazione; teorema di Buckingham. Moto dei fluidi viscosi: equazione indefinita (Navier Stokes) e globale; esperienza di Reynolds (regimi di movimento); cenni sulle caratteristiche generali del moto turbolento; equazioni di Reynolds; significato fisico degli sforzi di Reynolds. Correnti in pressione: azione di trascinamento; moto laminare e moto turbolento in condotta, legge di Poiseuille; moto nei tubi lisci e nei tubi scabri; diagramma di Moody e Nikuradse; perdite di carico localizzate; tracciamento delle linee dei carichi su condotte in pressione; inserimento di pompe e turbine in sistemi di condotte; funzionamento delle condotte in depressione; cenni di moto vario. Soluzioni approssimate dell’equazione di Navier Stokes: approssimazione lento scorrimento; moti irrotazionali: concetti generali; cenni di teoria dello strato limite. Flussi intorno a corpi: forze di resistenza e portanza; flussi intorno a cilindri, sfere e altre forme.

L'insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in aula in un rapporto di circa 2:1. Le esercitazioni in aula tratteranno problemi pratici attinenti agli argomenti svolti durante le lezioni teoriche. Nelle esercitazioni di laboratorio l’allievo farà esperienza di fenomeni trattati a lezione quali i processi di efflusso, la cavitazione e le perdite di carico nelle condotte. Nel caso sia possibile didattica solo on line le esercitazioni di laboratorio saranno svolte attraverso video tutorial discussi in maniera interattiva con gli studenti.

I testi consigliati di riferimento sono quelli sotto indicati; i testi principali di riferimento, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell’insegnamento. Munson, Okiishi, Huebsch, RothMayer (versione italiana a cura di E. Larcan e P. Escobar Rojo). Meccanica dei Fluidi. Casa Editrice Citta Studi Cengel, Cimbala (versione italiana a cura G. Cozzo C. Santoro). Meccanica dei Fluidi. Casa Editrice McGraw Hill Kundu P.K., Fluid Mechanics , Academic Press Citrini, Noseda - IDRAULICA - Casa editrice CEA S. Longo, MG Tanda. Esercizi di Idraulica e Meccanica dei Fluidi. Casa Editrice Springer Alfonsi, Orsi. Problemi di Idraulica e Meccanica dei Fluidi. Casa Editrice Ambrosiana

Slides; Video lezioni tratte da anni precedenti;

Modalità di esame: Test informatizzato in laboratorio;

Exam: Computer lab-based test;

... L’esame è volto a valutare le competenze sia applicative sia teoriche acquisite durante l'insegnamento, riguardanti, ad esempio, le proprietà dei fluidi, le proprietà statiche, cinematiche e dinamiche dei fluidi, i principi di funzionamento degli strumenti di misura, il calcolo delle spinte dei fluidi sulle superfici, le problematiche relative al moto dei fluidi, la progettazione e verifica delle condotte in pressione in moto permanente e gli altri argomenti affrontati nel corso. L’esame (durata 2.5h) consiste in: - 10 quiz a risposta multipla o con risultato da calcolare numericamente presentati al computer, con pari punteggio. Le risposte sbagliate non comportano penalità. Le domande riguarderanno sia aspetti teorici sia esercizi numerici, al fine di valutare la comprensione dei concetti di base e la capacità di eseguire semplici valutazione quantitative - un esercizio a risposta aperta, da svolgere su foglio, con l’obiettivo di valutare la capacità di descrivere e analizzare un problema in modo articolato. - una domanda di teoria, da svolgere su foglio, con l’obiettivo di valutare la comprensione degli aspetti teorici della materia. Tutte le tre parti (quiz, esercizio, domanda di teoria) verranno valutate con un punteggio complessivo di 30 punti su 30. L’esercizio e la domanda di teoria saranno corretti e valutati solo se saranno stati svolti correttamente almeno 6 quiz su 10. Il punteggio finale sarà determinato da una media pesata con i seguenti pesi: quiz=50%, esercizio=20%, domanda di teoria=30%. Durante l’esame scritto non è consentito l’uso di libri, appunti e formulari, cellulari, smartphone, ecc.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.