PRESENTAZIONE

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti una conoscenza dei principi base dei sistemi radar, sonar e di misurazione magnetica e infrarossa e di come essi interagiscono con le navi, specie in relazione all'emissione acustica e alla risposta elettromagnetica delle stesse.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Basandosi sui concetti di campo ondoso, elastico o elettromagnetico, l'insegnamento affronta la caratterizzazione e la valutazione della firma specifica prodotta da una nave, nelle sue componenti acustiche, elettromagnetiche e infrarosse, in rapporto alla possibilità di individuazione della nave stessa con sonar, radar, termocamere e magnetometri.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti una conoscenza generale dei concetti di rumore subacqueo, emissione infrarossa, risposta radar e firma magnetica di una nave e dei meccanismi che li governano.

Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:

• descrivere i principi fondamentali della segnatura acustica ed elettromagnetica della nave;
• comprendere le valutazioni dell'impatto di dette segnature, specie in relazione alla probabilità di rivelazione della nave;
• analizzare funzionamento e finalità dei sistemi radar e sonar;
• risolvere semplici problemi di progettazione legati alle segnature menzionate sopra. 

PREREQUISITI

Non sono necessarie conoscenze e abilità aggiuntive rispetto a quelle degli studenti ammessi al corso di Laurea Magistrale in Ing. Navale.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali e illustrazione di casi studio in aula, spesso con il supporto di slide fornite preventivamente agli studenti, nonché visite ai laboratori del dipartimento e seminari di esperti industriali. A tutte queste attività la frequenza è consigliata.

PROGRAMMA/CONTENUTO

SEGNATURA ACUSTICA

• Introduzione: rumore acustico subacqueo, efficienza nella conversione: vibrazione, trasmissione, radiazione.
• Spettro di un segnale: trasformata di Fourier; segnali periodici e serie di Fourier; segnali aleatori; stazionarietà; autocorrelazione e spettro di densità di potenza.
• Onde acustiche nei fluidi: natura delle onde, equazione d’onda, onde piane e onde sferiche, impedenza acustica, intensità e potenza, misure in decibel.
• Perdite di propagazione: dispersione geometrica, assorbimento del mezzo, transmission loss per onda sferica, cenni a sound velocity profile, propagazione non rettilinea, ray tracing acustico. 
• Equazione del sonar passivo: grandezze coinvolte, rapporto segnale-rumore, prestazioni attese, rumore acustico ambientale, legame con la segnatura acustica della nave
• Rumore radiato: monopolo, dipolo, quadripolo; efficienza, direttività, tipologia; radiazione tonale dell’elica e singing.
• Cavitazione: richiami generali e tipologie; cavitazione dell’elica; modelli di calcolo; battelli di superficie e sommergibili.
• Vibrazione flessionale: generazione del rumore meccanico; trasmissione delle vibrazioni; radiazione delle vibrazioni. 
• Rumore di flusso: origine, radiazione, interazioni.
• Sommario delle sorgenti di rumore: importanza relativa; effetto della velocità; potenza acustica radiata; calcolo del livello di rumore radiato.

SEGNATURA ELETTROMAGNETICA

• Introduzione e concetti di base di campi elettromagnetici: vettori di campo e sorgenti, equazioni di Maxwell.
• Campi elettromagnetici nei materiali: equazioni costitutive e dispersività.
• Onde elettromagnetiche: propagazione e radiazione.
• Concetti fondamentali delle antenne e principali tipologie di antenne usate in ambito navale.
• Radar: principi di funzionamento e risoluzione.
• Equazione del radar e calcolo della portata.
• Sezione trasversale radar e segnatura radar in ambito navale.
• Emissione elettromagnetica: radiazione del corpo nero, cenni alle leggi di Planck, Stefan-Boltzmann, Wien.
• Immagini IR e segnatura a infrarossi in ambito navale.
• Segnatura magnetica: principali fonti di segnatura (materiali ferromagnetici e magnetizzazione, correnti parassite, cenni agli effetti della corrosione), modelli per la predizione.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

D. ROSS, Mechanics of Underwater Noise, Peninsula Publishing, 1987

R. J. URICK, Principles of Underwater Sound, 3rd edition, McGraw-Hill, 1983

X. LURTON, An Introduction to Underwater Acoustics, Principles and Applications, Second Edition, Springer-Praxis, 2010.

M. SKOLNIK, Introduction to radar systems, 3rd ed., McGraw-Hill, 2001.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ANDREA TRUCCO (Presidente)

ANDREA RANDAZZO

ALESSANDRO FEDELI (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/8738/p/studenti-orario

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Prova orale sugli argomenti affrontati nelle lezioni in aula, in laboratorio e negli eventuali seminari industriali. Agli studenti con disturbi specifici di apprendimento (DSA) sarà consentita l’adozione di specifiche modalità e supporti che saranno determinati caso per caso, in accordo con il Delegato dei corsi di Ingegneria nella Commissione per l’inclusione di studenti con disabilità.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame orale valuterà la capacità di descrivere i principi che governano i campi ondosi acustici ed elettromagnetici, le diverse segnature della nave, il funzionamento dei sistemi radar e sonar,  discutendo l'importanza relativa delle varie sorgenti in relazione alla nave. Valuterà inoltre la padronanza del linguaggio tecnico e la capacità di analizzare semplici problemi concreti, ragionando con autonomia e rigore.

Calendario appelli