2018/2019

2019/2020

DM270

ICAR/01 (IDRAULICA)

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E ARCHITETTURA

INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE

PERCORSO COMUNE

2°

Secondo Semestre (02/03/2020 - 12/06/2020)

6

52 ore di attività frontale

ITALIANO

SCRITTO E ORALE CONGIUNTI

CIAPONI CARLO (titolare) - 6 CFU

Analisi matematica: concetti di: funzione (anche a più variabili), limite, derivata, integrale. Fisica: Misura delle grandezze fisiche e unità di misura. Principi ed equazioni fondamentali della meccanica. Energia. Principio di conservazione dell’energia. Fisica matematica: Grandezze scalari e vettoriali. Elementi fondamentali del calcolo vettoriale. Geometria delle masse.

Il modulo di "Idraulica Applicata" costituisce il secondo modulo del Corso di Idraulica.
Con il modulo di “Idraulica Applicata”, lo studente deve acquisire i concetti e gli strumenti operativi necessari per risolvere i problemi di idraulica delle correnti in moto permanente a superficie libera in alvei artificiali. Deve saper delineare in termini qualitativi e calcolare numericamente i profili di rigurgito di correnti a pelo libero in funzione delle condizioni al contorno che caratterizzano la corrente stessa e di eventuali singolarità.

Richiami sulle correnti:
Il concetto di corrente. Caratteristiche spaziali e temporali delle correnti. Le equazioni di continuità e del moto.

Caratteristiche geometriche delle correnti a superficie libera
Grandezze geometriche che caratterizzano la sezione trasversale. Grandezze geometriche che caratterizzano il profilo longitudinale. Rappresentazione della geometria degli alvei naturali.

Il moto uniforme nelle correnti a superficie libera
Il moto uniforme. Formule di resistenza per le correnti a pelo libero e coefficienti di scabrezza. Scale di deflusso. Scale di deflusso per sezioni chiuse. Scale di deflusso per sezioni composte. Problemi di verifica e di dimensionamento in condizioni di moto uniforme: metodi grafici (scale di deflusso specifiche e normalizzate) e metodi numerici (bisezione). Instabilità del moto uniforme (correnti rapide).

Caratteristiche energetiche di una corrente a superficie libera
Energia rispetto al fondo. Relazione fra energia e tirante idrico a portata costante. Relazione fra portata e tirante idrico a energia costante. Stato critico. Correnti lente, critiche e veloci. Alvei a pendenza debole, critica e forte.

Caratteristiche generali dei profili di moto permanente gradualmente variato
L’equazione del moto permanente gradualmente variato. Possibili profili di moto permanente negli alvei a debole e a forte pendenza, negli alvei a pendenza critica, negli alvei orizzontali e acclivi. Sezioni di controllo.

Il raccordo fra due diversi profili di moto permanente
Il passaggio attraverso lo strato critico. Il risalto idraulico. Spinta totale. Relazione fra spinta e tirante idrico a portata costante. Relazione fra portata e tirante idrico a spinta costante. Localizzazione del risalto.

Tracciamento dei profili di rigurgito
Il concetto di rigurgito e sua propagazione verso monte e verso valle. Integrazione delle equazioni del moto permanente gradualmente variato per gli alvei prismatici.

Singolarità nelle correnti a superficie libera
Generalità sulle correnti rapidamente variate. Scale caratteristiche (scala della singolarità e scala del profilo di moto permanente). Soglie di fondo ben raccordate. Stramazzo a larga soglia. Contrazioni laterali raccordate e brusche. Modellatori a risalto. Rigurgito provocato dalle pile dei ponti.

Lezioni (ore/anno in aula): 34
Esercitazioni (ore/anno in aula): 18

Le diapositive di tutte le lezioni e le soluzioni delle esercitazioni numeriche sono disponibili sulla piattaforma KIRO.
Per approfondimenti, si consigliano i seguenti testi:

Citrini D., Noseda D.. Idraulica. Tamburini, Milano.

AA.VV.. Sistemi di fognatura - Manuale di progettazione (Capitolo 12). CSDU - Hoepli.

L'esame di "Idraulica Applicata" si svolge in forma scritta. Il risultato positivo, se accettato dallo studente, sarà utilizzato, insieme al risultato dell'esame del modulo di "Fondamenti di Idraulica" ai fini del risultato finale del corso di "Idraulica" il cui voto è dato dalla media aritmetica (arrotondata per eccesso) dei voti riportati nei due moduli.

L'esame di "Idraulica Applicata" si svolge in forma scritta. Il risultato positivo, se accettato dallo studente, sarà utilizzato, insieme al risultato dell'esame del modulo di "Fondamenti di Idraulica" ai fini del risultato finale del corso di "Idraulica" il cui voto è dato dalla media aritmetica (arrotondata per eccesso) dei voti riportati nei due moduli.