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PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
PROPAGAZIONE ONDE; MODELLAZIONE FISICA; MODELLAZIONE NUMERICA; ROTTURE DIGHE; INONDAZIONE; EROSIONE DIGHE IN TERRA; FONDO MOBILE; MODELLI DI EROSIONE E DEPOSITO

La dinamica delle inondazioni in ambienti a topografia accidentata

Università degli Studi di Pavia
Abstract
La ricerca "La dinamica delle inondazioni in ambienti a topografia accidentata" (DIATA) si propone di applicare i moderni schemi numerici per la soluzione delle equazioni delle acque basse (SWE) alla simulazione di problemi di interesse ingegneristico proponendo opportuni adattamenti per renderli più idonei alla simulazione di fenomeni di sommersione rapida in valli o piane con topografia accidentata e in presenza di infrastrutture.
Gli argomenti di ricerca si raggruppano sotto i seguenti temi generali.
L'analisi dei problemi connessi all'applicazione degli schemi numerici di integrazione delle SWE per la soluzione di problemi ingegneristici a scala reale costituisce il primo tema di ricerca.
Lo studio dei fenomeni di erosione, trasporto solido e deposizione connessi al passaggio di una onda di sommersione su un fondo mobile o su un manufatto erodibile porterà alla formulazione di modelli del transitorio idro-morfodinamico. Questo secondo tema di ricerca dovrà portare a definire in modo soddisfacente la condizione di chiusura del sistema di equazioni della corrente idrica e del movimento del fondo. La trattazione teorico-sperimentale è completata dall'approfondimento degli aspetti numerici legati al trattamento del termine di chiusura.
Il programma di ricerca prevede attività sperimentali in laboratorio su modelli a fondo fisso e a fondo mobile e attività di applicazione del calcolo numerico.

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Luigi NATALE Università degli Studi di PAVIA
Obiettivo del Programma di Ricerca
I problemi di inondazione causati dall'improvviso rilascio di una grande massa d'acqua sono di interesse rilevante data la larga diffusione di strutture di questo tipo sul territorio; basti pensare che in Europa esistono più di 3000 grandi dighe, in Italia il Servizio Nazionale Dighe ne monitora 554. Anche se gli eventi catastrofici sono rari, quando accadono provocano disastri: il crollo della diga sul Gleno causò 209 vittime nel 1923, 400 furono i morti per il crollo della diga di Malpasset nel 1959, l'onda uscita dal bacino del Vajont provocò 1909 vittime nel 1963, in Val di Stava nel 1985 ci furono 268 vittime.

La ricerca "La dinamica delle inondazioni in ambienti a topografia accidentata" (DIATA) si propone di applicare i moderni schemi numerici per la soluzione delle equazioni delle acque basse (SWE) alla simulazione di problemi di interesse ingegneristico.
In questo ambito ha notevole importanza la rappresentazione dei termini sorgente, la cui trattazione è trascurata da molti dei solutori numerici più aggiornati, che spesso non conservano la C – property: questi aspetti applicativi del calcolo numerico costituiscono un argomento di ricerca molto attuale.
Le singolarità nel campo di moto e le discontinuità geometriche hanno effetti locali sulla corrente, che non sono rappresentati dal modello matematico delle SWE: la loro schematizzazione come nuovi termini sorgente ovvero come condizioni al contorno interne del modello, ha una notevole >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Lo studio con modelli matematici della espansione dell'onda di sommersione generata dal collasso di un'opera di ritenuta è un problema di notevole interesse applicativo, classico dell'Idraulica. Il fenomeno è caratterizzato da repentini cambiamenti spazio - temporali del regime di corrente (da subcritica a supercritica e viceversa) e viene comunemente modellato con le Equazioni delle Acque Basse (SWE).
Il costante incremento delle risorse computazionali e lo sviluppo di innovative tecniche numeriche ha negli ultimi anni reso possibile la risoluzione delle SWE per lo studio di numerosi fenomeni naturali nei campi dell'idraulica marittima e fluviale. La soluzione del sistema delle equazioni delle acque basse, iperbolico e non lineare, può condurre alla formazione di discontinuità che possono avere o non avere significato fisico. Il trattamento numerico di queste equazioni richiede pertanto schemi che siano in primo luogo in grado di cogliere le soluzioni discontinue, possibilmente senza particolari accorgimenti (schemi shock-capturing) e senza provocare nel contempo shock non fisici, sia in movimento che stazionari. Negli ultimi venti anni sono stati condotti numerosi studi riguardanti la risoluzione numerica della parte omogenea di questi sistemi iperbolici in forma conservativa, a partire dal campo della gasdinamica (Hirsh, 1988, 1990). Più recentemente le stesse procedure sono state applicate alle shallow water equations principalmente per risolvere problemi di >>>