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 comprimibili e incomprimibili. Conoscenza dei principi di funzionamento degli strumenti di misura delle proprietà statiche, cinematiche e dinamiche dei fluidi Capacità di calcolo delle spinte dei fluidi sulle superfici. Conoscenza delle problematiche relative al moto dei fluidi Conoscenza delle tecniche di progettazione e verifica delle condotte in pressione in moto permanente. Capacità di effettuare il dimensionamento di condotte.

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 etc; 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; similarità. Moto dei fluidi reali: Equazione indefinita (Navier Stokes) e globale; esperienza di Reynolds (regimi di movimento); correnti in pressione; trascinamento; moto laminare in condotta, legge di Poiseuille; cenni sulle caratteristiche generali del moto turbolento; equazioni di Reynolds; Significato fisico degli sforzi di Reynolds; Moto nei tubi lisci e nei tubi scabri; diagramma di Moody e Nikuradse; perdite di carico localizzate; Tracciamento linee di carico su condotte in pressione; inserimento di pompe e turbine in sistemi di condotte; cenni di moto vario. Soluzioni approssimate dell’equazione di Navier Stokes: Approssimazione lento scorrimento; Moti irrotazionali: concetti generali, funzione potenziale, equazione di Laplace, condizioni al contorno, teorema di Bernoulli esteso ai moti irrotazionali; 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.

I testi di riferimento sono quelli sotto indicati; i testi, 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 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

Modalità di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova orale facoltativa;

Exam: Computer lab-based test; Optional oral exam;

... L'esame è costituito da una prova scritta (obbligatoria) e una prova orale (facoltativa). La prova scritta (durata: 2,5 ore) è svolta al LAIB e consta di: - 20 domande presentate al computer (a scelta multipla, oppure con risposta da calcolare numericamente). 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; - una domanda aperta da svolgere su foglio. La domanda può riguardare qualsiasi argomento teorico o pratico svolto a lezione, con l’obbiettivo di valutare la capacità di descrivere e analizzare un problema in modo articolato. La domanda aperta verrà corretta e valutata solo se il test al computer è stato superato con sufficienza (almeno 12 risposte esatte su 20). Il voto complessivo della prova scritta è calcolato come media pesata del risultato del test su pc (peso: 65%) e della domanda aperta (peso: 35%). L'esame scritto si intende superato quando il candidato riporta una votazione complessiva maggiore o uguale a 18/30. Durante l’esame scritto non è consentito l’uso di libri, appunti e formulari, cellulari, smartphone, ecc. E’ richiesto avere con se una semplice calcolatrice portatile, fogli bianchi ed il necessario per scrivere. La prova orale (facoltativa) riguarda l’insieme degli argomenti esposti a lezione al fine di valutare la comprensione dei diversi aspetti teorici e pratici illustrati nel corso. Il risultato della prova orale può comportare una variazione da -6 a +6 punti sul voto finale.

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.