DOMENICA MIRAUDA | IDRAULICA APPLICATA

Il corso riguarda lo studio dei fenomeni idraulici aventi ricadute applicative e tecnologiche nell’ambito dell’ingegneria civile e medica. Esso ha l’obiettivo di fornire nella prima parte del corso i fondamenti teorici e pratici per lo studio dei processi fluidodinamici e il monitoraggio delle correnti in pressione e a pelo libero. In particolare per quest’ultimo aspetto saranno sperimentate tecnologie di apprendimento finalizzate allo sviluppo di competenze e abilità tecniche attraverso l’uso di strumenti di formazione mista. Nella seconda parte il corso ha l’obiettivo di approfondire metodi avanzati di analisi del moto focalizzando l’attenzione sullo strato limite, moti pulsanti, turbolenza e interazione fluido-struttura. Nell’ultima parte saranno affrontati alcuni aspetti dell’idraulica e fluidodinamica in ambito medico.

Lo studente deve dimostrare alla fine del corso conoscenze e competenze nel settore della pianificazione e progettazione di tecnologie e metodologie di controllo e gestione sostenibile della risorsa idrica e di soluzioni fluidodinamiche nel campo dell’ingegneria medica.

Lo studente deve avere la capacità di spiegare in maniera semplice e con una corretta terminologia scientifica gli argomenti trattati durante il corso ed esporre in modo chiaro e preciso gli elaborati tecnici anche a persone non esperte del settore.

È necessario avere acquisito e assimilato le seguenti conoscenze fornite dai corsi di “Analisi Matematica I e II", di "Fisica I e II" e di "Meccanica dei Fluidi":

• conoscenze di base dell'analisi integrale e differenziale (Analisi Matematica I e II)
• conoscenze dei concetti fondamentali di Fisica I e Fisica II, in particolare quelli relativi a Cinematica, Statica e dinamica dei fluidi;
• conoscenze di idraulica inerenti le correnti a pelo libero e in pressione (Meccanica dei Fluidi).

Modellazione numerica e metodi sperimentali innovativi nel campo delle correnti a superficie libera

Tecnologie e metodologie innovative nel campo delle correnti in pressione

Metodi elementari di analisi del moto

Metodi avanzati di analisi del moto 

Applicazione dell’idraulica in campo medico 

Modellazione numerica e metodi sperimentali innovativi nel campo delle correnti a superficie libera (8 ore di lezioni teoriche frontali + 16 ore di esercitazioni)

Richiami sulle grandezze caratteristiche ed equazioni del moto uniforme, permanente e vario delle correnti a superficie libera. Metodi numerici e grafici di propagazione dell’onda di piena. Tecniche e metodi per il calcolo della portata. L’uso degli aeromobili a pilotaggio remoto per il monitoraggio dei corsi d’acqua naturali. Esercitazioni in aula utilizzando il laboratorio di realtà virtuale StreamFlow e in campo sui corsi d’acqua naturali.

Tecnologie e metodologie innovative nel campo delle correnti in pressione (6 ore di lezioni teoriche frontali + 6 ore di esercitazioni).

Richiami sulle grandezze caratteristiche ed equazioni del moto uniforme, permanente e vario delle correnti in pressione. Soluzioni e tecnologie innovative per il controllo e la gestione sostenibile delle reti idriche nelle aree urbane, agricole ed industriali.  

Metodi elementari di analisi del moto (4 ore di lezioni teoriche frontali).

Strato limite. Moto uniforme e stazionario. Moto uniforme e pulsante. Instabilità del moto laminare e turbolenza. Equazioni di Reynolds. Moto in condotti curvi ed elastici.

Metodi avanzati di analisi del moto (4 ore di lezioni teoriche frontali).

Equazione della vorticità. Separazione dello strato limite. Formazione di vortici. Fenomeni di interazione fluido-struttura.

Applicazione dell’idraulica in campo medico (10 ore di lezioni teoriche frontali).

Flussi cardiovascolari con separazione dello strato limite. Moto fluido all’interno del cuore. Forze dinamiche intraventricolari. Casi di fluidodinamica nell’ambito delle patologie cardiache. Fluidodinamica delle valvole cardiache e malfunzionamenti.

Il corso prevede 54 ore di didattica tra lezioni ed esercitazioni in aula. In particolare sono previste 32 ore di lezione in aula e 22 ore di esercitazioni.

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.

Lo studente consegnerà al docente una breve relazione sulle esercitazioni svolte durante il corso. Tale relazione deve essere consegnata al docente durante l'esame.

L’esame consiste in una prova orale su tutti i temi trattati nel corso. La prova ha lo scopo di valutare lo studio della materia, la comprensione degli argomenti trattati e la capacità di collegare e confrontare aspetti diversi sviluppati durante il corso.

Durante il colloquio verranno anche discusse le esercitazioni svolte durante il corso allo scopo di valutare la padronanza dei metodi e degli strumenti utilizzati da parte dello studente.

La valutazione finale consiste in un voto, espresso in trentesimi, che in particolare dipenderà per un 25% dalla valutazione dell’elaborato relativo alle esercitazioni e per la restante parte dall’esito della prova orale sui temi trattati nel corso.

Appunti forniti dal docente.

Argomenti specifici possono essere approfonditi sui seguenti testi:

• D. Citrini, G. Noseda, Idraulica, Casa Editrice Ambrosiana – Milano.
• A. Ghetti, Idraulica, Edizioni Libreria Cortina - Padova.
• E. Marchi - A. Rubatta, Meccanica dei Fluidi, UTET- Torino.
• C.G. Caro, T.J. Pedley, R.C. Schroter, W.A. Seed, The Mechanics of the Circulation - 2nd ed. Cambridge Univ. Press, 2012.
  

All’inizio del corso, dopo aver descritto obiettivi, programma e metodi di verifica, viene raccolto l’elenco degli studenti che intendono seguire il corso in cui  sono indicati nome, cognome, matricola ed email. In questo modo il docente può inviare agli studenti tramite e-mail il materiale didattico e documenti utili alla comprensione delle lezioni.

Orario di ricevimento: il mercoledì dalle 10:30 alle 12:30  presso lo studio del docente Mirauda al V piano della Scuola di Ingegneria.

Oltre all’orario di ricevimento settimanale, il docente è disponibile in ogni momento per un contatto con gli studenti, attraverso la propria e-mail o il proprio cellulare di servizio.

Prove oriali:

15/02/23, 22/02/23, 19/04/23, 14/06/23, 12/07/23, 26/07/23, 20/09/23, 15/11/23

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