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STUDIO NUMERICO DEL MOTO DI UN FLUIDO ALL'INTERNO DI UNA STRUTTURA MARITTIMA A GETTATA

Il presente progetto di ricerca intende rivisitare, mediante un approccio numerico, l’interazione che si instaura tra un oggetto poroso ed un fluido in cui esso è totalmente o parzialmente emerso, con riguardo a dimensioni dei meati ed a velocità per cui non sia applicabile la classica schematizzazione relativa al moto di filtrazione, e cioè per valori del numero di Reynolds locale abbastanza alti da non permettere di trascurare i termini convettivi e l’effetto della turbolenza.La metodologia di indagine prevede dunque l’integrazione numerica delle equazioni di Navier-Stokes, in forma completa, negli spazi interstiziali della massa solida, la quale sarà rappresentata nel dominio di calcolo attraverso la sovrapposizione di elementi tridimensionali. E’ evidente che in queste circostanze non è possibile caratterizzare la porosità mediante il singolo coefficiente dato dal rapporto tra pieni e vuoti, ma va considerata anche la forma degli elementi che riveste un ruolo importante.Al fine di una corretta rappresentazione della metodologia proposta la modellazione numerica sarà validata mediante una serie di confronti con analoghe sperimentazioni fisiche disponibili in letteratura, come ad esempio quella relativa agli effetti del moto ondoso su gettate in roccia naturale o elementi artificiali di calcestruzzo. Una volta individuate le simulazioni sperimentali si procederà alla ricostruzione degli schemi in ambito numerico ricostruendo gli oggetti nello spazio tridimensionale referenziato rispetto ad un sistema cartesiano, in modo tale da definire una corretta similitudine geometrica tra modello fisico e numerico. Le simulazioni numeriche saranno realizzate secondo lo schema tridimensionale (3D) e, poiché l’obiettivo non è quello di sviluppare tecniche numeriche nuove, si utilizzeranno in questa fase programmi di calcolo già affidabili e collaudati.Per quanto concerne gli oggetti porosi (emersi o sommersi), oltre all’approccio proposto nel presente progetto, in cui si prevede di realizzare gli elementi attraverso la sovrapposizione di oggetti tridimensionali, saranno considerate nello studio numerico anche le metodologie tradizionali: quella in cui si possono ritenere trascurabili gli effetti della porosità oppure quella in cui gli effetti di porosità sono considerati mediante un coefficiente. In questo modo, nell’ultima fase quella della validazione, si avrà uno spettro di confronto molto più ampio in relazione anche alle problematiche indagate. Elementi di confronto, utilizzabili per tutte le schematizzazioni proposte, saranno forniti dalla valutazione delle caratteristiche idrodinamiche del moto ondoso (profili di velocità, turbolenza e pressione) in prossimità della struttura.Con i risultati infine si procederà alla validazione della ricerca, che per limitare al minimo eventuali incongruenze tra le diverse applicazioni sarà effettuata sulla base di una parametrizzazione dei dati.