Docente/i: Carlo Ciaponi  

Denominazione del corso: Idraulica applicata
Codice del corso: 062130
Corso di laurea: Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio, Ingegneria Civile
Settore scientifico disciplinare: ICAR/01
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Al termine dell’insegnamento lo studente deve aver acquisito i concetti e gli strumenti operativi necessari per risolvere i problemi di idraulica delle correnti in moto permanente a superficie libera in alvei artificiali e naturali. 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.

Programma del corso

Introduzione
Problemi di idraulica ambientale connessi con l’utilizzazione delle risorse idriche e con la difesa del suolo.

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 e per gli alvei naturali.

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.

Prerequisiti

Gli studenti devono conoscere i concetti di base dell’Idraulica impartiti nell’insegnamento di Fondamenti di Idraulica.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 36
Esercitazioni (ore/anno in aula): 14
Laboratori (ore/anno in aula): 6
Progetti (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

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

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame finale consiste in una prova orale dalla quale lo studente può essere esentato purchè il voto medio delle due prove scritte in itinere, rispettivamente previste a metà e alla fine dell’insegnamento, sia superiore a 18/30.