La simulazione numerica come strumento di analisi del moto ondoso sulle barriere soffolte

Abstract

Nell'ambito dell'ingegneria idraulica, in particolare nel campo della fluidodinamica numerica, la tecnica di maggiore impiego, per la risoluzione delle equazioni di Navier-Stokes e loro derivate, è quella euleriana. Tale approccio (equazioni RANS) è risultato infatti molto efficace, soprattutto accoppiato con la tecnica VOF (Volume of Fluid) per il tracciamento della superficie libera, per la rappresentazione dei problemi di meccanica dei fluidi caratterizzati da correnti non-stazionarie aperte all'atmosfera. Una particolare classe di questi problemi, di interesse nell'ambito dell'idraulica marittima, è rappresentata dalla interazione tra moto ondoso e strutture di difesa delle coste. Un fenomeno di questo tipo risulta fortemente influenzato da svariati parametri quali, ad esempio, le caratteristiche del moto ondoso incidente, la profondità dell'acqua, la topografia del fondo, la tipologia (geometria e porosità) del corpo investito dalla corrente. Allo stato attuale, l'analisi dell'interazione moto ondoso strutture di protezione (barriere in massi naturali o artificiali) è stata condotta prevalentemente su base sperimentale; solo da pochi anni, con lo sviluppo di processori per calcolatori più sofisticati, si riesce a studiare il fenomeno dal punto di vista numerico. La bibliografia sulle tematiche esposte è molto vasta; vanno tuttavia ricordate alcune pubblicazioni in cui sono raccolti interessanti esempi di come tali problematiche sono state affrontate sia dal punto di vista fisico che numerico: Karim, et al., 2009; Lara et al., 2008; Lara et al., 2006; Ting et al., 2004; Hur et al., 2003; Huang et al., 2003; Hsu et al., 2002; Losada et al., 1995; van Gent, 1995, Garcia et al., 2003, Vidal et al. 2001, Dentale et al. (2008,2009,2010), Monaco, 2010. Nello studio alla base del lavoro di tesi sono state approfondite le tematiche prima esposte mediante simulazioni numeriche (RANS+VOF) al fine di realizzare un'analisi dettagliata del fenomeno di interazione moto ondoso-barriera, con particolare attenzione alla modellazione dei fenomeni riguardanti strutture porose (riflessione, trasmissione e generazione setup a tergo delle strutture). [a cura dell'autore]