Il corso fornisce i concetti base della meccanica dei fluidi, riguardanti la statica e la dinamica dei fluidi perfetti e reali Newtoniani. Particolare attenzione è posta alla applicazioni pratiche e agli aspetti ingegneristici di pertinenza dell'ingegnere ambientale.

Conoscenza del comportamento base (i) dei fluidi in quiete, (ii) di fluidi perfetti e Newtoniani in movimento, (iii) delle correnti in pressione e a superficie libera e (iv) dei moti di filtrazione. Gli studenti saranno in grado di (i) valutare le azioni statiche e dinamiche di un fluido, (ii) progettare e verificare correnti in pressione (condotte) e a superficie libera (corsi d’acqua) e (iii) affrontare semplici problemi di flussi in mezzi porosi.

Sono necessarie le conoscenze fornite dai corsi di Matematica e di Fisica tenuti nei primi due anni del corso di laurea in Ingegneria. In particolare, è necessaria la conoscenza dei principi del calcolo differenziale e integrale, così come del calcolo vettoriale.

Fluidi e loro caratteristiche. Definizione di fluido; fluido come mezzo continuo; variabili tipiche della meccanica dei fluidi; regimi di moto; deformazioni, celerità di deformazione e tensioni in un mezzo fluido; equazione di stato. Statica dei fluidi. Equazione locale della statica dei fluidi; equazione globale dell’equilibrio statico, statica dei fluidi incomprimibili pesanti; misure di pressione; forze su superfici piane; forze su superfici curve; forze su corpi immersi; stabilità dei galleggianti; equilibrio relativo. Cinematica. Approcci Euleriani e Lagrangiani: velocità e accelerazione; correnti; equazioni di continuità (in forma locale, globale e per una corrente). Dinamica dei fluidi perfetti. Equazioni di Eulero; equazioni globali; teorema di Bernoulli; sue applicazioni ed estensioni. Dinamica dei fluidi reali. Equazioni di Navier-Stokes; equazioni globali per fluidi Newtoniani; numero di Reynolds. Moto laminare. Definizione; equazioni globali; soluzioni analitiche per casi con geometrie semplici. Turbolenza. Esperienza di Reynolds; proprietà generali; concetto di media temporale e media d’insieme; equazioni del moto medio; tensioni di Reynolds; modello della cascata dei vortici; vortex stretching; teorema pi-greco; turbolenza di parete e profilo di velocità. Correnti in pressione. Impostazione empirica; diagramma di Moody; resistenze; leggi pratiche; linee dei carichi piezometrici e totali. Lunghe condotte. Definizione; problemi di verifica e problemi di progetto; casi emblematici. Moto di correnti a superficie libera. Concetti base; equazioni di de Saint Venant; moto uniforme; moto critico; numero di Froude; pendenza critica. Moto permanente di correnti a superficie libera. Equazioni dei profili; integrali generali; risalto idraulico; casi tipici; passaggio su una soglia, stramazzi laterali; curve. Moti a potenziale. Definizione; potenziale e funzione di corrente; relazioni di Chauchy-Riemann; equazioni differenziali dei moti a potenziale; funzione complessa di velocità e sue proprietà; esempi (moto negli angoli, pozzo-sorgente, vortice; flusso attorno ad un corpo e ad un cilindro); teorema di Blasius; trasformazioni conformi. Moti di filtrazione. Caratteristiche generali e tipi di approccio; Equazione di Darcy; tensore di conducibilità idraulica; alcune soluzioni analitiche per geometrie semplici, in acquiferi freatici e in pressione.

Saranno svolte esperienze di laboratorio ed esercitazioni in aula riguardo tutti gli argomenti svolti nel corso. Se l'insegnamento sarà svolto da remoto, il materiale di ciascuna lezione/esercitazione sarà reso disponibile agli studenti sia tramite la registrazione della lezione sia mettendo a disposizione del materiale proiettato e/o scritto dal docente

Gli argomenti trattati in gran parte del corso si ritrovano in vari testi di Idraulica (p.es., Citrini e Noseda, Idraulica, CLUT; Munson et al., Fundamentals of Fluid Mechanics, ecc.) Per appronfondimenti: - Marchi, Rubatta, Meccanica dei Fluidi, UTET - Tritton, Physical Fluid Mechanics - Kundu, Fluid Mechanics,

Modalità di esame:

Exam:

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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.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;

L'esame si svolge attraverso un colloquio orale via webcam (usando i mezzi informatici di ateneo) sugli argomenti trattati nel corso. Nel colloquio, vengono sottoposte dai membri della Commissione esaminatrice alcune domande atte a verificare che il candidato abbia acquisito sensibilità, nozioni e metodi risolutivi di problematiche idrauliche ricorrenti nell'ambito della ingegneria per l'ambiente e il territorio.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;

L'esame si svolge attraverso un colloquio orale sugli argomenti trattati nel corso. Nel colloquio, vengono sottoposte dai membri della Commissione esaminatrice alcune domande atte a verificare che il candidato abbia acquisito sensibilità, nozioni e metodi risolutivi di problematiche idrauliche ricorrenti nell'ambito della ingegneria per l'ambiente e il territorio. Nel caso in cui l'esame sia volto da remoto, l'esame orale avviene tramite webcam utilizzando i mezzi informatici di ateneo.