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Programma del corso
L’ingegneria costiera si occupa dei fenomeni idrodinamici di scala locale in prossimità della costa, significativi per la progettazione di opere, a partire dallo stato fisico del mare (oceanografia operativa nella scala sub-regionale e clima ondoso). Costituiscono oggetto di questa disciplina lo studio delle correnti costiere, dell’interazione moto ondoso-costa, degli aspetti dinamici legati alle interazioni flussi-onde-strutture e dei fenomeni di trasporto (solidi in sospensione e sostanze disciolte). Dopo una panoramica sulle principali caratteristiche delle opere costiere nonché alcuni richiami di idrodinamica generale, nel corso vengono descritti i metodi numerici e sperimentali per lo studio dei flussi e relativa interazione con le opere.

Introduzione

• I fenomeni di interesse nella scala dell'Ingegneria Costiera;
• Ingegneria Costiera vs Oceanografia.

Opere costiere

• I porti: caratteristiche e tipologie;
• descrizione delle opere di difesa;
• le coste basse, erosione e interventi di protezione:
  • 1. opere rigide;
  • 2. ripascimenti.

Richiami di idrodinamica generale

• Meccanica del continuo;
• equazioni generali della meccanica dei fluidi;
• teorema di Bernouilli;
• moti irrotazionali;
• flussi con frontiera libera;
• generalità sui flussi costieri;
• approssimazione di acque basse;
• flussi barotropici e flussi baroclini;
• flusso in prossimità di una foce;
• cenni sulla instabilità idrodinamica;
• generalità sui flussi turbolenti;
• teoria delle onde;
• interazione onde-correnti.

Metodi numerici

• metodi basati sulla formulazione integrale (metodi agli elementi di contorno);
• metodi basati sulla formulazione differenziale (metodi alle differenze finite);
  • 1. formulazione 2D (acque basse);
  • 2. formulazione in 3D idrostatica;
  • 3. formulazione in 3D non idrostatica;
  • 4. flussi in geometrie complesse: il metodo dei contorni immersi;
  • 5. modellistica della turbolenza;
• metodi numerici per i flussi bifase (acqua-aria, acqua-sedimento);
• metodi numerici per lo studio della morfodinamica.

Metodi sperimentali

• Generalità sui modelli in scala, il teorema Π;
• effetti di scala, modelli in scala distorta;
• visualizzazione del flusso;
  • 1. caso barotropico;
  • 2. caso baroclino;
• misure di velocità.

Esercitazioni
Classificazione delle equazioni differenziali alle derivate parziali: equazioni di tipo ellittico, parabolico, iperbolico e soluzioni numeriche.

Pre-requisiti richiesti al borsista per seguire il modulo

• Conoscenze di base di analisi matematica: concetto di funzione, derivate, integrali, equazioni differenziali;
• conoscenze essenziali di meccanica dei fludi;
• conoscenze informatiche di base ed elementi essenziali di programmazione in fortran

Libri di testo di riferimento
Il materiale verrà fornito dal docente.

Regole del corso
La frequenza è obbligatoria.

Modalità di svolgimento dell'esame finale
Colloquio.