Obiettivi Formativi

Partendo dalle nozioni acquisite nell’ambito del corso di Idraulica I, l’insegnamento di Idraulica II intende affinare le conoscenze degli allievi ingegneri dei Corsi di Laurea in Ingegneria Civile e sistemi edilizi per permettere loro di eseguire alcuni calcoli di verifica e progetto di semplici sistemi o impianti idraulici, con rifermento sia ad impianti in pressione che a moti a superficie libera. Anche qui ad ogni nuova rappresentazione di nozioni fondamentali, seguirà l’esposizione di esempi applicativi di interesse ingegneristico, con particolare attenzione verso il raggiungimento del risultato numerico finale, anche allo scopo di sensibilizzare gli allievi circa i valori che le variabili in gioco possono assumere nei casi più comuni.

Learning Goals

Starting from the knowledge acquired during the course of Basic Hydraulics, the Course of Advanced Hydraulics aims at improving the knowledge of the engineering students of the Degree in Civil Engineering and Building Systems in order to allow them to perform some verification and design calculations of simple systems with regards to both pressure systems and free surface flows. Also in the present course, for each new representation of fundamentals the presentation of applicative examples of engineering interest will follow, with particular attention to the achievement of the final result, also in order to raise awareness among students about the values that the variables can assume in the most common cases.

Metodi didattici

Il corso prevede l’erogazione di 36 ore di didattica frontale e 24 ore di esercitazioni in aula. Durante le esercitazioni gli studenti dovranno essere muniti di calcolatrice ed eseguire le applicazioni pratiche fino al raggiungimento del risultato numerico finale.

Teaching Methods

The course is based on 36 hours of frontal lectures and 24 hours of tutorials. During the execution of the tutorials students should bring their calculators and carry out the schoolwork until they reach the final result.

Prerequisiti

Oltre ai prerequisiti fisico – matematici richiesti per il corso di Idraulica I, viene richiesta la padronanza dei contenuti del medesimo corso di Idraulica I. Questa condizione è necessaria per poter frequentare il corso con profitto.

Prerequisites

In addition to the physical - mathematical prerequisites required for the Course of Basic Hydraulics, the mastery of the content of the same course of Basic Hydraulics is required. This condition is necessary in order to attend the course with profit.

Verifiche dell'apprendimento

L’esame prevede una prova scritta ed una prova orale cui è possibile accedere solo previo superamento della prova scritta. Gli studenti che seguono con continuità il corso potranno svolgere delle prove in itinere il cui superamento consente di non sostenere la prova scritta. E’ indispensabile prenotarsi almeno tre giorni prima della data della prova scritta tramite il sistema ESSE3.

Assessment

The exam is made of a written examination and an oral discussion. The latter can be endorsed only if the written examination has been passed. Students who attend the course can carry out some intermediate tests. If they pass all the intermediate tests, they can skip the final written examination. It is necessary to register for the exam at least three days before the written test by using ESSE3 system.

Programma del Corso

Introduzione al corso Moto uniforme e permanente nelle lunghe condotte Generalità. Condotta con erogazione uniforme. Verifica di sistemi di lunghe condotte. Dimensionamento di sistemi di lunghe condotte. Dimensionamento di impianti di sollevamento. Moto vario nelle correnti in pressione Generalità. Esempi pratici di moto vario. Le equazioni del moto vario nelle correnti in pressione. Moto vario elastico. Manovre istantanee all'otturatore. Celerità della perturbazione. Fase di colpo diretto. Formula di Michaud. Oscillazioni di massa. Moto uniforme e permanente nelle correnti a superficie libera Generalità. Nozione di moto stazionario uniforme. Scala di deflusso delle portate. Caratteristiche energetiche della corrente. Alvei a debole e forte pendenza. Carattere cinematico delle correnti. Moto permanente. Andamento qualitativo dei profili di rigurgito per alvei cilindrici. Fenomeni localizzati nelle correnti stazionarie a superficie libera. Il risalto idraulico. Passaggio sopra una soglia di fondo. Passaggio attraverso le pile di un ponte. Moto vario nelle correnti a superficie libera Nozione elementare di onda. Le equazioni del moto vario in correnti a superficie libera. Il modello dell'onda cinematica. Il modello parabolico. Crollo di diga. Equazione dei serbatoi. Onde di mare Onde monocromatiche. Formulazione del problema. Soluzione per onde di piccola ampiezza. Relazione di dispersione. Approssimazioni per acque profonde e acque basse. Traiettorie delle particelle. Campo di pressione. Cenni sui fenomeni legati alla propagazione del moto ondoso (rifrazione, diffrazione e shoaling). Elementi introduttivi sul deflusso dei liquidi negli acquiferi Generalità. Acque sotterranee e acquiferi. Velocità di filtrazione. Legge di Darcy. Deflusso verso un pozzo circolare artesiano. L'approssimazione di Dupuit per gli acquiferi freatici. Cenni di meccanica del trasporto solido Caratteristiche dei sedimenti. Meccanismi di trasporto dei sedimenti. Trasporto di fondo. Studio della condizione di moto incipiente. Valutazione della portata solida. Cenni sul trasporto solido in sospensione.

Course Syllabus

Introduction to the course. Steady flow in pipe networks. Pipe with uniform erogation. Pipe network verification. Pipe network design. Pumping sistems design. Unsteady flow in pipes. Practical examples. Unsteady flow equations. Elastic unsteady flow. Instantaneous operations at the shutter. Perturbation celerity. Direct water hammer. Michaud formula. Mass oscillations. Uniform and Steady flow in open channels. Computation of flood discharge in uniform flows. Energy in open channel flows. Critical energy. Mild and steep slopes. Propagation of a perturbation. Steady flow. Qualitative behavior of open channel profiles in cylindrical rivers. Localized phenomena in steady open channel flows. Hydraulic jump. Passage over a step. Passage through bridge piles. Unsteady flow in open channel flows. Wave concept. Unsteady open channel flow equations. Kinematic model. Parabolic model. Reservoir equations. Flood prevision. Sea Waves. Monochromatic waves. Formulation of the problem. Solution for small amplitude waves. Dispersion relation, Shallow and deep water approximations. Trajectories. Pressure field. Elements on wave propagation (refraction, diffraction, shoaling). Introductive elements on Flow in aquifers. Underground waters and aquifers. Filtration velocity. Darcy law. Flow towards an artesian well. Dupuit approximation for freatic wells. Outline on solid transport mechanics. Sediment characteristics. Sediment transport mechanisms. Bed load. Incipient motion. Solid discharge estimate. Suspended load.