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SVILUPPO ED APPLICAZIONE DI MODELLI NUMERICI PER LA SIMULAZIONE DI IMPATTI CONFINATI

I fenomeni di moto vario in liquidi confinati sono determinati dalla apertura o chiusura di apparecchiature idrauliche di intercettazione e regolazione. Il moto vario dura fino al raggiungimento di nuove condizioni di moto permanente. La complessità dello studio del moto vario nelle correnti dipende dalle ipotesi che si introducono, le quali a loro volta dipendono dalla natura dell’impianto in cui si realizza il transitorio. Si possono individuare due situazioni concettualmente estreme. Nella prima le variazioni di pressione sono modeste e quindi il fluido può essere considerato a densità costante. Nella seconda, invece, si hanno variazioni di pressione notevoli ed è necessario considerare la densità variabile. Sono note le equazioni semplificate del colpo d'ariete dedotte da Allievi nel 1903 in assenza di resistenze: ¿h/¿s = - 1/g ¿v/¿t ¿h/¿t = a^2/g ¿v/¿s Il metodo delle caratteristiche consente una risoluzione agevole del campo di moto. Nel presente progetto si intende investigare sull'impatto violento (slamming loads) di correnti liquide confinate. Nel processo è atteso giochi un ruolo fondamentale la comprimibilità del liquido e la deformabilità delle frontiere solide. Inoltre le analisi semplificate di letteratura si basano su un impatto istantaneo e completo del fronte: in realtà è stato dimostrato in Wu (2006) che il fenomeno evolve da un singolo punto di contatto: l'interfaccia quindi cresce nel tempo con modalità legate alle locali celerità di propagazione (Carratelli et al., 2016). L'analisi che dunque si intende proporre è basata su una descrizione della dinamica nelle tre dimensioni dello spazio con riferimento a fronti normali ed obliqui. Il fulcro e l’originalità del presente lavoro sono rappresentati dalla tridimensionalità del problema oggetto di indagine, in quanto ad oggi non esistono riferimenti specifici in letteratura. In considerazione dell’importanza del tema proposto, a fianco di ampie campagne di studio sperimentali si è sviluppato l’interesse per un’analisi numerica del fenomeno. Tale approccio permette di indagare le dinamiche di scala minore ed è di grande aiuto per ridurre i tempi ed i costi che si sostengono per allestire le prove sperimentali. Inoltre è un utile strumento per validare i risultati ottenuti sperimentalmente in laboratorio in condizioni più vicine al reale ed ampliare le conoscenze del fenomeno.