Il corso di Idraulica Applicata ha lo scopo di fornire agli studenti:

• basi e gli strumenti critici fondamentali per lo studio dell’Idraulica.
• strumenti quantitativi per la caratterizzazione di sistemi idraulici

Viene considerata in particolare la caratterizzazione del moto di fluidi viscosi in condotte in pressione, le distribuzioni di pressione in fluidi in moto o in quiete e l’analisi di forze esterne esercitate da fluidi su edifici. Ciò consentirà di sviluppare alcune progettazioni semplici, riguardanti sistemi di condotte in pressione e semplici problemi di interazione flusso-struttura, che sono di interesse nel campo dell'ingegnera edile e delle costruzioni.

Conoscenza e comprensione

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:

• conosce i principi, le grandezze, e le teorie fondamentali dell’idraulica
• apprende le modalità di indagine e analisi quantitativa dei sistemi che coinvolgono fluidi fermi e in movimento
• comprende il funzionamento fluidodinamico di un sistema di condotte in pressione

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

A seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di:

• calcolare la spinte esercitata da un sistema di fluidi in quiete su superfici solide

• caratterizzare il funzionamento di impianti idraulici attraverso parametri caratteristici e condizioni di funzionamento

impostare e analizzare semplici problemi di interazione tra fluidi e strutture

Il corso si articola nelle seguenti parti:

• Introduzione al corso: ambiti dell’idraulica e utilizzazioni con riferimento al campo edile-architettonico. I fluidi come sistemi continui. Grandezze fisiche e unità di misura (SI). Sforzo e pressione. Proprietà dei fluidi.
• Statica dei fluidi: Pressioni assolute e relative. Distribuzione della pressione in un fluido in un fluido in quiete. Sistemi di misura della pressione. Calcolo di spinte su superfici piane e curve. Modulo della spinta e retta d’azione: centro di spinta e sue coordinate. Equazione globale dell’equilibrio idrostatico.
• Cinematica e dinamica dei fluidi: traiettorie e linee di corrente, tubo di flusso, portata e velocità media. Leggi di conservazione. Moto dei fluidi ideali: teorema di Bernoulli. Equazione globale dell’equilibrio dinamico. Spinte dinamiche.
• Analisi dimensionale e teorema pi-greco.
• Moto in condotte in pressione: moto uniforme di fluidi viscosi in condotte ed in sistemi di condotte. I regimi di moto e le resistenze idrauliche. Perdite di carico localizzate e distribuite. Macchine idrauliche e correnti in depressione.
• Fenomenologia dei flussi esterni. Forza e coefficiente di drag. Azione del vento sugli edifici.

Sono raccomandate conoscenze pregresse dell'analisi matematica e della geometria, con particolare riferimento al calcolo differenziale e integrale. Sono necessarie le conoscenze della meccanica del punto materiale, del corpo rigido, e di semplici strutture. Questi argomenti sono previsti nei programmi degli insegnamenti di Analisi Matematica I e Geometria, Analisi Matematica II + Complimenti di Algebra Lineare, Fisica, Meccanica delle Strutture.

L'esame consiste in una prova scritta e in una prova orale. 

La prova scritta è articolata in due esercizi, da risolvere in forma letterale, riguardanti: 

• Calcolo di spinte/pressioni esercitate da fluidi in quiete
• Analisi di sistemi di condotte in pressione

Lo studente deve dimostrare di:

• saper tracciare distribuzioni idrostatiche di pressione
• conoscere i metodi per il calcolo di spinte idrostatiche su superfici curve e piane
• saper caratterizzare il funzionamento di impianti in pressione in funzione di parametri e condizioni al contorno assegnati (carichi, portate, pressioni di esercizio)

La prova orale richiede di rispondere a domande, in forma aperta, che vertono su tutti gli argomenti trattati nell'insegnamento, corredando la forma discorsiva con equazioni e grafici, in un’esposizione sintetica e completa.

La parte teorica è finalizzata a verificare

• apprendimento dei concetti teorici ed in particolare conoscenza dei principali enunciati, definizioni, equazioni e teoremi alla base dell’Idraulica, inclusa la loro implementazione matematica (dimostrazione) e/o la loro applicazione a casi pratici.
• capacità dello studente di elaborare collegamenti tra i vari argomenti dell'insegnamento.