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COMPLEMENTI DI IDRAULICA E IDRAULICA MARITTIMA E COSTRUZIONI IDRAULICHE

Corso Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio
Curriculum PRODUZIONE DI ENERGIA A BASSO IMPATTO AMBIENTALE
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2018/2019

Modulo: COMPLEMENTI DI IDRAULICA E IDRAULICA MARITTIMA

Corso Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio
Curriculum PRODUZIONE DI ENERGIA A BASSO IMPATTO AMBIENTALE
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2018/2019
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ICAR/01
Anno Primo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative caratterizzanti

Canale unico

Docente PASQUALE GIUSEPPE FILIANOTI
Obiettivi L’obiettivo è impartire i concetti fisico-matematici alla base dell’interazione tra moti fluidi e corpi solidi, con particolare riferimento ai moti a potenziale. Tra questi, vengono studiate sia le correnti sia i moti ondosi superficiali, ricavando per entrambi le equazioni di equilibrio tipicamente usate nella meccanica dei fluidi (equilibrio della massa, della quantità di moto, bilancio energetico). L’approccio utilizzato è quello integrale.
I concetti di Idraulica e Idraulica Marittima introdotti nella prima parte del Corso vengono applicati allo studio dei principi di conversione dell’energia idraulica. Si prendono a riferimento due tipologie di impianti: il micro e mini idroelettrico e gli impianti a colonna d’acqua oscillante (OWC). I primi sono impianti che si sono sviluppati in oltre un secolo di storia. I secondi sono apparsi da poco più di un decennio e non sono ancora entrati nella fase industriale, ma possiedono un notevole potenziale di sviluppo. Il confronto fra le due diverse tecnologie consentirà all’allievo di cogliere le differenze tra una tecnologia matura ed una ancor in fase di sviluppo.
Programma 1) Moti a potenziale

Funzione potenziale di velocità e funzione di corrente; Moti a potenziale, equazione di continuità, teorema di Bernoulli; le equazioni differenziali di un moto irrotazionale a superficie libera; funzione complessa di velocità e sue proprietà; Potenziale di velocità per un moto ondoso superficiale nella logica di Stokes al primo ordine. Velocità orbitale, accelerazione e fluttuazione di pressione. Fenomeno della riflessione delle onde periodiche.

2) Analisi globale del campo di moto
Equazioni di bilancio per un volume di controllo: bilancio della massa, della quantità di moto, dell’energia. Applicazione delle equazione di controllo a cielo aperto. Il tensore radiation stress; il flusso unitario medio di energia; energia unitaria media e relative espressioni per le onde progressive; la celerità di gruppo. Calcolo delle forze scambiate tra fluido e corpi solidi. Il problema del volume di controllo esteso dal largo ai bassi fondali: espressione dello shoaling-rifrazione e condizioni di frangimento.


3) Analisi statistico – deterministica
Analisi omnidirezionale del moto ondoso, la funzione di probabilità di superamento omnidirezionale P(Hsh), significato fisico dei parametri della distribuzione di Weibull, la funzione di probabilità di superamento direzionale
Corollario del problema di Rice: il periodo medio delle onde.

4) Onde generate dal vento
Teoria degli stati di mare, forma matematica per gli spettri delle onde di vento, relazione tra periodo di picco dello spettro e altezza significativa. Distribuzione dell’energia generata dalle onde in mare aperto e relative applicazioni a varie località. Determinazione del clima ondoso sottocosta a partire dal clima ondoso al largo.

5) Generazione di energia da micro e mini idroelettrico
Impianti a bacino e ad acqua fluente. Calcolo delle potenzialità idroelettriche di un sito. Opere d'adduzione a monte delle condotte forzate - condotte forzate – Scelta della macchina motrice. di Regolazione degli impianti.

6) Interazione tra onde e un assorbitore di energia ondosa
Impianti a colonna d’acqua oscillante (OWC); I moti di acqua e aria all’interno dell’impianto; Trasformazione dell’energia idraulica in energia elettrica; La catena dei rendimenti. Cenni alle tecniche di calcolo CFD per lo studio fluidodinamico bidimensionale dell’interazione onde-impianto.
Testi docente Boccotti P. Wave Mechanics and Wave Loads on Marine Structures. 2014. Butterworth-Heinemann. Elsevier. ISBN: 012800343X.
G. Evangelisti. Impianti idroelettrici voll.1-2 - Centrali idroelettriche. 1900. Patron Editore, Bologna. ISBN-13: 978-8855502016.
E. Mattioli. Aerodinamica. 1994. Levrotto e Bella. Torino. ISBN-13: 978-8882180294.
C. A. Brebbia, Telles, J. C. F., Wrobel, L. C. Boundary Element Techniques: Theory and Applications in Engineering. 2012. Springer. ASIN: B010WFFXF4.
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento

Elenco dei rievimenti:

Descrizione Avviso
Ricevimenti di: Pasquale Giuseppe Filianoti
mercoledi' 09:00-11:00 - Lotto D cittadella universitaria
Nessun avviso pubblicato
Nessuna lezione pubblicata
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