Il corso di Idraulica II ¨¨ corso formativo nel curriculum degli studi per il conseguimento della laurea magistrale in ingegneria civile indirizzo idraulico. In tale corso dopo aver approfondito alcuni argomenti gi¨¤ trattati nel corso di Idraulica I rivolto a tutti gli allievi ingegneri civili, vengono proposti argomenti specifici di interesse dell¡¯ingegneria idraulica (turbolenza, macroscabrezze, resistenza al moto, onde, modellistica fisica, trasporto solido, moti a potenziale, moto dei fluidi in sistemi filtranti ecc.). Le lezioni vengono accompagnate, nelle ore di esercitazione, da esempi applicativi utili per sviluppare la sensibilit¨¤ e l¡¯abilit¨¤ dello studente nella soluzione di problemi ingegneristici di tipo idraulico.

Gli obiettivi che si intendono perseguire sono sia lo sviluppo di una adeguata sensibilit¨¤, nell¡¯inquadrare correttamente dal punto di vista ingegneristico le problematiche idrauliche alla luce delle attuali conoscenze, sia la capacit¨¤ di scegliere i mezzi risolutivi adeguati alle specifiche scale spaziali e temporali del problema da risolvere.

Conoscenza del calcolo differenziale, dei principali argomenti della fisica-matematica e dei fondamenti della meccanica dei fluidi.

Fluidi reali: tipologie e modelli reologici. Le equazioni di Navier-Stokes - Scrittura adimensionale e significato fisico - Moti di lento scorrimento - Moto laminare - Casi di integrazione analitica e numerica - Strato limite ¨C la zona di scia vorticosa ¨C distacco alternato di vortici - Instabilit¨¤ del moto laminare e origine della turbolenza: equazioni del moto medio, dell¡¯energia cinetica turbolenta e della vorticit¨¤ - Turbolenza di parete ¨C Distribuzione della velocit¨¤ ¨C Strato limite turbolento ¨C turbolenza alla parete in presenza di macroscabrezze ¨C distribuzione della velocit¨¤ - leggi di resistenza nel caso di macroscrabrezze geometricamente definite e non (caso dei corsi d¡¯acqua naturali a fondo stabile) - Complementi sul teorema pi-greco - Autosimilitudine completa e incompleta ¨C Uso della modellistica fisica nello studio dei fenomeni idrodinamici.
La sperimentazione fisica in idraulica. Modelli fisici a fondo fisso nell¡¯ingegneria idraulica
La meccanica dei fenomeni ondosi - Onde di traslazione e onde di oscillazione, celerit¨¤ e attenuazione. Onde lunghe e brevi. Onde a fronte ripido. Teoria. Onde irrotazionali ¨C Celerit¨¤ della propagazione - Orbite delle particelle ¨C velocit¨¤ di trasporto. Onde al frangimento. Onde capillari. Implicazioni nei modelli fisici. Metodi energetici nello studio del moto ondoso. Velocit¨¤ di gruppo e di fase e relazione con l¡¯energia ed il flusso di energia. Rapporto di trasmissione di un¡¯onda su fondale acclive con e senza onda riflessa.
Inquadramento generale delle correnti idriche negli alvei naturali in relazione alla mobilit¨¤ dell¡¯interfaccia solido-liquido e al conseguente carico solido trasportato. I meccanismi di mobilitazione dei sedimenti.
La modellizzazione delle correnti negli alvei naturali: schemi monodimensionale, quasi bidimensionale e bidimensionale - le equazioni del moto e di continuit¨¤ - cenni alle tecniche risolutive. Schema monodimensionale. Studio delle caratteristiche. celerit¨¤ delle onde in superficie e delle onde al fondo ¨C forme di fondo tipologia e criteri di formazione negli alvei in sabbia e negli alvei in ghiaia. Leggi di resistenza al moto.
Meccanismo idrodinamico - aspetti teorici e applicativi: ruolo delle strutture turbolenti sul moto del materiale al fondo e in sospensione. richiami e complementi di trasporto al fondo di materiali incoerenti ¨C moto incipiente - miscugli omogenei ed eterogenei) - criteri disponibili ¨C confronti. concentrazione della fase solida, portata solida effettiva e capacit¨¤ di trasporto. richiami e complementi sulle teorie e formule per il calcolo della capacit¨¤ di trasporto al fondo- campi di applicazione e risultati attesi - trasporto solido in sospensione. trasporto totale - cenni sul trasporto solido di materiale coerente.

Modelli Fisici a fondo mobile: Modelli a Froude costante simili e distorti per lo studio di fenomeni localizzati. (similitudine meccanica, scale ecc.).
Principi teorici sui modelli matematici di tipo 1D relativi alla morfologia fluviale: Modello parabolico e Modelli iperbolici per lo studio dei fenomeni evolutivi a diverse scale spaziali e temporali. Esempi di applicazione della teoria.
Meccanismo dispersivo ¨C viscoplastico - Iperconcentrated flows : Schematizzazione monofase e bifase. Lo stato tensionale interno ¨C tensioni dispersive statiche turbolente ruolo del fluido interstiziale e dei sedimenti granulari e argillosi.
Immature debris-flows: Resistenze al moto e concentrazioni di carico solido nelle correnti iperconcentrate.¨C formule per il calcolo del carico solido. Semplificazione delle formule nel caso ¦È>>¦Ècr. Esempio di calcolo dell¡¯incremento dei tiranti idrici al crescere della concentrazione di materiale solido.
Mature debris-flows (colate detritiche di materiale granulare e fangoso) : Tipologia delle colate. Modelli reologici. Le tensioni dispersive di Bagnold. Regimi macroviscoso e granulo-inerziale. Scelta del possibile modello reologico - Caratteristiche dinamiche e forze di impatto. Esempi

Vengono proposte applicazioni degli strumenti ingegneristici ricavati a lezione direttamente dal docente titolare, ed altre vengono proposte agli studenti come occasione per esercitarsi direttamente sull¡¯uso di tali strumenti.

Il materiale didattico ¨¨ costituito da apposite dispense, disponibili sulla pagina web del corso, predisposte dal Prof. Bianco titolare dell¡¯insegnamento, insieme alle copie degli slide usati a lezione.
Per gli approfondimenti di specifici argomenti sono consigliati i seguenti libri di testo:
E. Marchi & A. Rubatta- Meccanica dei fluidi: principi e applicazioni idrauliche ¨C UTET- Torino
A. Ghetti ¨C Idraulica ¨C Edizioni Libreria Cortina ¨C Padova -
C. Montuori ¨C Complementi di Idraulica ¨C Liguori Editore ¨C Napoli ¨C 2002
H. W. Graf & M. Altinakar - Fluvial Hydraulics ¨C John Wiley & Sons ¨C England

L¡¯esame si svolge attraverso un colloquio con il quale il candidato deve mostrare ai membri della Commissione esaminatrice di aver acquisito sensibilit¨¤, nozioni e metodi risolutivi di problematiche ricorrenti nell¡¯ambito della ingegneria idraulica. Concorrono alla definizione del voto finale la valutazione delle esercitazioni svolte durante il corso ed i voti relativi a tre domande. La media dei quattro voti ¨¨ il voto finale.