STUDIO DELL’IDRODINAMICA DI STRUTTURE NATURALI E ARTIFICIALI


STUDIO DELL’IDRODINAMICA DI STRUTTURE NATURALI E ARTIFICIALI

STUDIO DELL’IDRO-DINAMICA DI STRUTTURE NATURALI E ARTIFICIALI

L’obiettivo consiste nell’analisi delle strutture idrodinamiche del deflusso su strutture naturali e artificiali di corsi d’acqua tramite modellizzazione numerica 3D. Al fine di validare le simulazioni numeriche, i risultati vengono confrontati con delle misurazioni effettuate in laboratorio su una rampa non strutturata (lavoro di dottorato), come pure lungo due tratte in natura caratterizzate da un alveo altamente strutturato.

  • Data: 2017 – 2018
  • Committente: Ufficio federale dell’ambiente UFAM, divisione Prevenzione dei pericoli, sezione Protezione contro le piene
  • Collaborazioni: Laboratorio di costruzioni idrauliche, idrologia e glaciologia (VAW) del Politecnico federale di Zurigo (ETH), sezioni ingegneria fluviale e numerica
  • Tipo di progetto: validazione modello numerico 3D per alvei altamente strutturati

Il progetto in breve

  • Progetto di ricerca applicata all’ingegneria fluviale
  • Descrizione dell’idrodinamica su alvei molto strutturati ed eterogenei
  • Simulazioni numeriche 3D con OpenFOAM®
  • Validazione delle simulazioni numeriche tramite dati rilevati su prove su modello in laboratorio nell’ambito di un lavoro di dottorato sulle rampe non strutturate
  • Misure in natura della topografia dell’alveo (sul fiume Maira, GR, e sul fiume Brenno, TI), della velocità di superficie tramite Particle Image Velocimetry (PIV) e di alcuni profili verticale della velocità tramite sonda ultrasuoni.

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Rampa non strutturata analizzata in laboratorio nell’ambito di un dottorato (sopra) utilizzata per validare le simulazioni numeriche 3D; sotto: topografia modellizzata.

 

 

 

 

 


Confronto dei profili verticali delle medie doppie della velocità (“double-averaged velocities”) per tre diverse schematizzazioni della geometria forma dei blocchi, quali calotte, cupole e sfere.

 

 

 

 

 

 

 

Validazione del modello numerico 3D tramite…

  • … la caratterizzazione della topografia del modello fisico e il confronto della risultante funzione di densità della rugosità
  • … il confronto dei profili verticali delle medie doppie della velocità (double-averaged velocities) per i deflussi analizzati nelle prove su modello fisico
  • … il confronto delle velocità locali lungo 10 sezioni trasversali Stretta collaborazione con esperto di fauna ittica Dr. A. Peter, al fine di ottimizzare la variante scelta nell’ottica della libera migrazione
  • … il confronto delle veocitä di superficie misurate in natura tramite PIV
  • … il confronto di alcuni profili verticali delle velocità misurati in natura.