L'insegnamento si propone di fornire allo studente i concetti basilari della fisica dell’atmosfera da cui derivare le nozioni per poter valutare i fenomeni di dispersione di inquinanti in atmosfera, l'estrazione di energia dal vento, l'interazione delle correnti con corpi tozzi. L'insegnamento si compone di due parti, in ciascuna delle quali, ad un'introduzione fenomenologica, segue una presentazione dei principali strumenti di analisi. Nella prima parte s'introdurranno l'equilibrio e la stabilità dell'atmosfera, la genesi di correnti termiche e venti locali, per proseguire con i moti di grande scala, l'interazione col terreno e la struttura dello strato limite terrestre. Le conoscenze acquisite in questa parte sono propedeutiche per la successiva, in cui saranno discussi la dispersione turbolenta in atmosfera, l'aerodinamica dei rotori eolici e gli strumenti per predirne le prestazioni, l'interazione delle correnti con corpi tozzi quali edifici e veicoli.

Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di comprendere i principali fenomeni atmosferici e di avere le basi per valutare l'interazione dei flussi atmosferici con rotori eolici, edifici, veicoli ed i fenomeni di dispersione in atmosfera.

È necessario possedere le nozioni di base di analisi matematica e fisica fornite dai corsi della laurea di primo livello, nonché una conoscenza di base delle equazioni della fluidodinamica.

Parte I (2/3 del corso): Breve richiamo sulle equazioni generali del moto dei fluidi e sulla dinamica della vorticità. Flussi in sistemi rotanti, teorema di Taylor-Proudman. Lineamenti di meccanica dell'atmosferica. Scale caratteristiche del moto. Equilibrio e stabilità dell'atmosfera, moti di grande scala, flussi geostrofici, onde di Rossby. Genesi delle correnti termiche e dei venti locali. Propagazione di onde interne in flussi stratificati. Relazione di dispersione, effetto della topografia. Similitudine dinamica. Elementi di statistica delle correnti turbolente e fenomenologia della turbolenza. Le equazioni di Reynolds per il flusso medio. Dinamica dello strato limite terrestre. Lo strato di Ekman, scala di Monin–Obukhov. Fenomeni di trasporto, dispersione in atmosfera. Modelli euleriani e lagrangiani di dispersione. Parte II (1/3 del corso): Richiami di aerodinamica. Aerodinamica dei rotori eolici: classificazione dei rotori, importanza delle condizioni di afflusso sulle prestazioni, modello quasi unidimensionale del rotore ideale, coefficiente di potenza e coefficiente di spinta, limite di Betz, effetti della rotazione. Interazione delle correnti fluide con corpi tozzi: separazione dello strato limite, scia in flussi bidimensionali e tridimensionali, influenza del numero Reynolds sul coefficiente di resistenza. Introduzione all’aerodinamica dei veicoli, forze e momenti agenti sul veicolo e relativi coefficienti adimensionali, analisi della resistenza del veicolo, effetto suolo. Interazione del vento con la struttura degli edifici, vortex shedding e lock-in, galloping, buffeting, effetti della vicinanza di altri edifici.

L'insegnamento si compone principalmente di lezioni in aula, intervallate da esercitazioni in aula sugli argomenti presentati. Sono anche previste inoltre esercitazioni in laboratorio.

a) Note ed appunti delle lezioni saranno distribuiti durante il corso. b) Testi di riferimento per consultazione ed approfondimenti: - A.S. Monin, "Geophysical Fluid Dynamics", Kluwer, 1990. - B. Cushman-Roisin, J.M. Beckers, "Introduction to Geophysical Fluid dynamics", Elsevier, 2011. - C. Cancelli, "Fluidodinamica Ambientale", Otto, 2006. - M.L.O. Hansen, "Aerodynamics of wind turbines", Sterling, 2008. - E. Simiu e R. Scanlan, "Wind effects on structures: fundamental and applications to design, J. Wiley and Sons, 1996 (3rd ed.). - W. H. Hucho, "Aerodynamics of Road Vehicles - From Fluid Mechanics to Vehicle Engineering", 1998 (4th ed.).

Slides; Dispense;

E' possibile sostenere l’esame in anticipo rispetto all’acquisizione della frequenza

Modalità di esame: Prova scritta (in aula);

Exam: Written test;

... L’esame consiste in una prova scritta della durata 90 minuti, in cui ai candidati è richiesto di rispondere ad alcuni quesiti sugli argomenti illustrati a lezione (domande a risposta aperta). Non sarà possibile consultare libri o appunti durante la prova, né sono ammessi in aula telefoni o dispositivi multimediali con accesso al web o altri mezzi di comunicazione. Verranno valutate le conoscenze acquisite nonché la capacità di esporle secondo successione logica e proprietà di linguaggio.

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.