PRESENTAZIONE

L'Idrodinamica studia il moto dei fluidi e le interazioni di questi con i contorni e con corpi al proprio interno. In questo corso, proposto per il corso di  Laurea Magistrale, verranno esposti argomenti più avanzati rispetto al corso omonimo proposto nel corso di Laurea.

OBIETTIVI E CONTENUTI

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

Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze che lo renderanno in grado di:

• formulare correttamente il problema del moto di un fluido viscoso che presenta sia contorni rigidi che deformabili.
• risolvere il problema del moto nel caso di fluidi in moto  unidirezionale.
• adottare i modelli semplificati opportuni nel caso di moti ad alti valori   del numero di Reynolds, sia lontano che in prossimità dei contorni.
• formulare correttamente il problema per lo studio del moto di un fluido in regime turbolento in termini  di grandezze medie, anche in prossimità dei contorni
• comprendere i modelli di turbolenza che comunemente vengono proposti sia in codici commerciali che open-source.
• comprendere le diverse componenti della forza che un fluido in moto esercita  su un corpo al suo interno.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni, entrambe svolte dal docente. Nelle lezioni verrà esposta la parte teorica dell'insegnmento. La parte teorica sarà integrata con esempi ed esercizi, svolti in aula dagli studenti sotto la supervisione del docente.
Le esercitazioni consistono nella correzione in aula di esercizi, proposti in precedenza, che lo studente avrà svolto in autonomia a casa.
Gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi sono invitati a contattare il docente e il referente di Scuola per la disabilità all’inizio dell’insegnamento per concordare eventuali modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.

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.

Legame costitutivo dei  fluidi, equazioni di continuità e di Navier Stokes in sistemi di riferimento inerziali e non inerziali. 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 sulla 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_dei_Fluidi_ebook_indicizzato.pdf)

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

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

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

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame e' svolto in modalità orale e consiste in una serie di domande sugli argomenti trattati nel corso.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prima domanda della prova d'esame, il cui superamento costituisce condizione necessaria per la prosecuzione dell'esame, è finalizzata a verificare che lo studente abbia acquisito un livello minimo di competenza operativa nell'impostazione di semplici problemi di idrodinamica e nelle relative tecniche di soluzione. Le domande successive sono volte ad accertare la conoscenza della materia e il grado di approfondimento raggiunto. Saranno inoltre valutate la chiarezza del ragionamento, la padronanza della terminologia scientifica e la capacità di collegare tra loro i diversi argomenti trattati nel modulo.

ALTRE INFORMAZIONI

Rivolgersi al docente per ulteriori informazioni non comprese nella scheda di insegnamento.