Insegnamento VISCOUS FLOW MODELLING
- Corso
- Ingegneria dei materiali e dei processi sostenibili
- Codice insegnamento
- A004705
- Curriculum
- Comune a tutti i curricula
- Docente
- Bruno Brunone
- Docenti
-
- Bruno Brunone
- Ore
- 60 ore - Bruno Brunone
- CFU
- 6
- Regolamento
- Coorte 2024
- Erogato
- 2024/25
- Attività
- Affine/integrativa
- Ambito
- Attività formative affini o integrative
- Settore
- ICAR/01
- Tipo insegnamento
- Obbligatorio (Required)
- Tipo attività
- Attività formativa monodisciplinare
- Lingua insegnamento
- INGLESE
- Contenuti
- Nell’ambito del corso di Laurea Magistrale in Ingegneria dei Materiali e dei Processi Sostenibili, incentrato sulla produzione, gestione e sviluppo di materiali in maniera sostenibile, il contributo del corso di Fenomeni di scorrimento nelle correnti in pressione riguarda la modellazione dei processi di moto delle correnti liquide in regime sia stazionario sia transitorio.
- Testi di riferimento
- Ghetti, A. (1996). Idraulica. Edizioni
Cortina (Padova), 570 pp. - Obiettivi formativi
- Modellare il comportamento deile correnti in pressione in regime sia stazionario sia vario.
- Prerequisiti
- Non è previsto alcun prerequisito.
- Metodi didattici
- Lezioni teoriche saranno alternate ad esercitazioni numeriche e di laboratorio (queste ultime potranno essere svolte presso il Laboratorio di Ingegneria delle Acque del Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale)
- Altre informazioni
- Al termine del corso verranno tenute se necessario delle lezioni riepilogative.
- Modalità di verifica dell'apprendimento
- L'esame è orale.
- Programma esteso
- I mezzi fluidi come sistemi continui. Densità, comprimibilità e viscosità (misura della viscosità). Condizione di
aderenza e legge di Newton. Equazione di stato. Approccio lagrangiano e approccio euleriano. Regola di
derivazione euleriana. Equazione locale di continuità. Teorema del trasporto ed equazione globale di
continuità.
Equazione locale dell'equilibrio dinamico e della statica. Legge di Stevin. Proprietà dei fluidi in quiete,
comprimibili, pesanti. Spinta su pareti piane e curve. Formula di Mariotte per il calcolo dello spessore di un
tubo. Misura della pressione.
Posizione del problema in termini locali. Equazione globale del moto (e dell'idrostatica) con il teorema del
trasporto. Equazione di Eulero. Teorema di Bernoulli per un filetto fluido e sua interpretazione geometrica.
Velocità torricelliana ed equazione fondamentale della foronomia.
Estensione del teorema di Bernoulli a correnti di sezione finita. Correnti gradualmente variate e loro proprietà.
Estensione del teorema di Bernoulli a correnti di sezione finita gradualmente variate. Significato energetico
del trinomio di Bernoulli (con il teorema del trasporto). Estensione del teorema di Bernoulli a correnti di sezione
finita gradualmente variate di liquidi reali.
Esperienza di Reynolds, sforzi tangenziali, condizione di aderenza, strato limite, profilo di velocità, scabrezza
relativa e formula di Darcy-Weisbach. Valutazione delle perdite di carico continue (arpa di Nikuradse e abaco
di Moody) e concentrate (formula di Borda e alcune situazioni ricorrenti). Verifica di condotte brevi. Impianti di
sollevamento: problematiche di progetto e gestione.
Moto vario nelle correnti in pressione (cenni).
Legami fra velocità di deformazione angolare e sforzi tangenziali. Legami fra velocità di deformazione lineare
e tensioni normali. Equazioni di Navier-Stokes per fluidi incomprimibili. Moto uniforme in condotta circolare in
regime laminare e formula di Poiseuille. Equazioni di Navier-Stokes in forma adimensionale.
Fondamenti di Computational Fluid Dynamics (CFD)
The first lecture introduces Computational Fluid Dynamics (CFD), explaining its purpose and general
procedures. It covers the finite volume method and emphasises the importance of validating numerical data.
Various application branches of CFD are presented, and the different software licenses available, both
commercial and non-commercial, are discussed.
The second lecture introduces the OpenFOAM software, detailing the available solvers and turbulence models.
It explains the case structure, including the organisation of folders and files. Instructions are provided on how
to run simulations in parallel, particularly in a cluster of computers. The cavity tutorial is analysed in detail, and
the mesh generation software available for use with OpenFOAM is covered.
The third lecture features a hands-on session on the 2D sloshing of water in a tank. To conclude and illustrate
the OpenFOAM features, real case studies are explained, demonstrating the integration of experimental
facilities with CFD studies. - Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
- 6: Acqua pulita e igiene
9: Industria, innovazione e infrastrutture
13: agire per il clima