OBIETTIVI FORMATIVI

Fornire allo studente le conoscenze necessarie per affrontare lo studio del moto di corpi all'interno di fluidi viscosi.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Si intende fornire allo studente le basi culturali per la corretta formulazione di problemi in cui sia necessario predire il moto dei fluidi e le forze che questo può esercitare su superfici e corpi. Lo studente, al termine dell'esame, sarà in grado di operare una scelta consapevole e critica del modello migliore da utilizzare. Inoltre egli sarà in grado di interpretare i risultati ottenuti, ad esempio utilizzando un codice numerico che implementi tali modelli, in modo  corretto.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento è articolato in lezioni frontali svolte dal docente in cui verrà esposta la teoria, che verrà applicata a diversi esempi e attraverso la risoluzione di esercizi.

Inoltre sono previste esercitazioni in forma di esercizi, che lo studente svolgerà in autonomia e che saranno corrette in aula dal docente.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Cinematica. Descrizione euleriana e lagrangiana, derivata materiale. Principio di conservazione della massa.

Dinamica. La tensione e il tensore delle tensioni. Principio della quantità di moto, principio del momento della quantità di moto.

Cenni sul  legame costitutivo dei  fluidi, equazioni di continuità e di Navier Stokes. Le condizioni al contorno. Soluzioni esatte delle equazioni di Navier- Stokes.

 Lo schema di fluido ideale. Lo schema di moto irrotazionale. Paradosso di D'Alembert. Moti irrotazionali bidimensionali.  Campo di moto generato da un cilindro in moto stazionario.
    
Campo di moto e forze su corpi in moto in un fluido. Resistenza e portanza. Profili portanti e ipotesi di Kutta. Forza di massa aggiunta. Resistenza indotta. Equazione di Morison.

Moti ad alti numeri di Reynolds. Equazioni semplificate dello strato limite. Cenni sull soluzione di Blasius. Equazione integrale di Von Karman. Strato limite su lastra piana in regime laminare e turbolento. La transizione. La separazione dello strato limite e cenni sui sistemi di controllo dello strato limite.

 Moti turbolenti. La velocità e la pressione media, le equazioni di Reynolds. Il problema della chiusura. Ipotesi di Boussinesq. Turbolenza di parete. Cenni sui modelli di turbolenza a due equazioni.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

1. Dispense del docente (scaricabili da: https://gup.unige.it/sites/gup.unige.it/files/pagine/Note_di_Meccanica_…)

2. Ronald Panton "Incompressible flow" Wiley and Sons

3. Pijush K. Kundu, Ira M. Cohen and David R. Dowling "Fluid Mechanics - fifth edition" Elsevier 2012

4. G. K. Batchelor "An introduction to fluid dynamics" Cambridge university  press