idraulica: una prospettiva più ampia - people.unica.it · 2016. 1. 22. · galleria del vento...
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Idraulica: una prospettiva più ampia
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• Es. Il vulcano buono – Nola: problema depressione e vortici
Idraulica – Solo nell’ingegneria Idraulica? E nel campo dell’Ing Civile?
Progetti di Renzo Piano
Es. Stadio Bari: effetto Venturi, palla deviata!
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Ambiti di applicazione dell’Idraulica
..anche oltre l’Ingegneria Civile/Ambientale
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Aerodinamica
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GALLERIA DEL VENTO FERRARI
F1
VELA MotoGP
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Generazione di energia
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Energie rinnovabili: energia pulita dal mare dalle onde dalle correnti - Assorbimento puntiforme - Colonna oscillante - Scavalcamento
© KOBOLD
Turbina ad asse orizzontale
Barriere
Turbina ad asse verticale
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Flussi ambientali
Meteorologia
Tornado sulle Filippine Visto dal satellite Colata lavica sull’Etna
Geologia
Simulazione in laboratorio di scarico in mare di salamoia da impianti di dissalazione
Golfo del Messico, 2010
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Bioingegneria
Visualizzazione dei vortici nel
ventricolo sinistro,
Simulazione sperimentale in
laboratorio
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Valvole cardiache: minimizzazione del distacco di vena
Valvola cardiaca umana
Valvola cardiaca artificiale biologica Valvola cardiaca artificiale bidisco
Valvola cardiaca artificiale monodisco
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Flussi biologici
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Come si studia l’Idraulica?
• Teoria
• Simulazioni numeriche
• Simulazioni sperimentali
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Simulazioni numeriche • Per diventare uno scrittore basta una
macchina da scrivere?
• E per eseguire correttamente simulazioni numeriche basta avere un programma?
• Garbage in = Garbage out
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Simulazioni numeriche
• Fondamentale conoscere:
• Ipotesi di base
• Limiti di validità dei modelli usati
• Leggere sempre il manuale teorico e non solo il manuale utente!!!!
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Simulazioni numeriche
• Es. CPL 1D
Hec-Ras
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CFD come strumento di ottimizzazione delle stazioni di sollevamento
Per le stazioni di nuova progettazione utile per:
• Identificare possibili problemi
• Ottimizzare il progetto
• Verificare la soluzione
Stazioni esistenti:
• Risoluzione problemi
• Test soluzioni
• Sviluppare stetegie operative
Da slide Xylem
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Fenomeni idraulici da evitare
• Eccessiva prerotazione
• Distribuzione di velocità
all’aspirazione
• Presenza di vortici
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CFD - Casi studio Xylem
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CFD - progettazione di una nuova stazione di pompaggio (Q = 23 mc/s)
Soluzione originale Soluzione ottimizzata
Casi studio Xylem
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CFD – ottimizzazione progetto stazione pompaggio
Soluzione originale Soluzione ottimizzata
Casi studio Xylem
setti
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Problema: presenza di un vortice ad alto contenuto energetico, che penetra nel corpo pompa
Rumore, vibrazioni, incremento consumi!!
Soluzione : Flygt FSI (Formed Suction Intake)
CFD – ottimizzazione aspirazione
Casi studio Xylem
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Canale di Panama
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CFD – Canale di Panama
Caso studio Xylem su commissione di CIMOLAI
Velocità
Sforzi viscosi
Posizionamento di mixer per evitare problemi di sedimentazione
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Es. risultati tesi su fluidodinamica edifici a corte
Risultati ottenuti Envi-met Tesi Matteo Monari
Risultati ottenuti con Karalit Tesi Giacomo Spano
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Fluidodinamica per ottimizzare comfort e prestazioni energetiche di edifici e componenti edilizi
DICAAR – Sez. Idraulica e Architettura
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Simulazioni sperimentali
• Importanza delle attività sperimentali: It doesn't matter how beautiful your theory is, it doesn't matter how smart you are. If it doesn't agree with experiment, it's wrong. Richard P. Feynman
• Analisi dimensionale (es Abaco Moody)
• Tecniche di misura
• Modelli laboratorio:
- es. modelli Laboratorio Idraulica UniCa
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Tecniche di misura non intrusive: Analisi di immagine
Misura di campi di concentrazione e di velocità
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Non solo in laboratorio… Es. Stima delle portate in alveo
LSPIV = Large Scale Particle Image Velocimetry
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Modelli laboratorio idraulica UniCA
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Dighe
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Scarichi a mare
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Scarichi a mare
Set up sperimentale
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Getti Getto semplice
Getto pesante
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Strato limite atmosferico
100 200 300 400 500 600
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
x 107
Profilo verticale approssimato
Set up sperimentale
Termiche
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Flussi pulsati
Es Laboratorio biofluidodinamica