MECCANICA DEI FLUIDI

ICAR/01 - 6 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

VINCENZA CINZIA SANTORO
Email: csantoro@dica.unict.it
Edificio / Indirizzo: Cittadella Universitaria - viale Andrea Doria, 6 - 95125 CT - Ed. 10 - stanza 12
Telefono: 095 7382707
Orario ricevimento: martedì 10.00-11.00; giovedì 9:00-11:00


Obiettivi formativi

Dopo una parte preliminare nella quale si descrivono le caratteristiche fisiche dei fluidi, con particolare riferimento a quelle che li contraddistinguono dalle altre sostanze, il corso prevede l’introduzione degli argomenti di base della meccanica dei fluidi, corredati del necessario inquadramento teorico. Gli argomenti trattati sono: l’idrostatica, la cinematica e la dinamica. Le lezioni sull’idrostatica hanno l’obiettivo di fornire le competenze per la soluzione di problemi riguardanti misure di pressione e la valutazione di spinte su superfici. In cinematica vengono forniti gli strumenti necessari per descrivere il movimento dei fluidi ed i vincoli a quali questo deve sottostare. Quindi si introducono i concetti di grandezze euleriane e lagrangiane e il principio di conservazione della massa. Nel capitolo della dinamica, dopo la descrizione dei principi fondamentali di conservazione della quantità di moto e dell’energia, le applicazioni si concentrano prevalentemente nella soluzione di semplici problemi riguardanti flussi in pressione in condizioni di moto stazionario e vario. Il corso prevede un certo numero di ore di esercitazione in aula, relative alla soluzione di problemi pratici della meccanica dei fluidi.


Contenuti del corso

Equazioni di Navier-Stokes. Energia meccanica. Energia interna. Teorema di Bernoulli. Vorticità. Moti irrotazionali. Funzione potenziale. Equazione di Laplace. Teorema di Bernoulli per moti irrotazionali. Moti irrotazionali elementari: sorgente puntuale, sorgente rettilinea, vortice rettilineo. Moto irrotazionale intorno a una sfera. Forze fluidodinamiche. Paradosso di d’Alembert. Moto irrotazionale intorno a un cilindro. Effetto della circolazione. Teorema di Kutta-Joukowsky. Moto irrotazionale non stazionario. Equazione della vorticità. Circolazione. Fluido ideale. Teorema di Kelvin. Dinamica dei tubi vorticosi in un fluido ideale. Fluido ideale in moto irrotazionale. Persistenza dell’irrotazionalità. Meccanismo di generazione della vorticità nei fluidi reali.Strato limite su lastra piana. Soluzione similare. Calcolo della forza agente sulla piastra. Effetto dell’accelerazione del moto esterno. Equazione integrale di von Karman. Transizione alla turbolenza nello strato limite. Strato limite su corpi tozzi. Separazione dello strato limite. Forze fluidodinamiche. Moti turbolenti. Equazioni di Reynolds. Chiusura della turbolenza. Ipotesi della viscosità turbolenta. Lunghezza di mescolamento. Legge di parete. Cenni sui metodi numerici. Consistenza. Stabilità. Convergenza. Conservazione. Metodi alle differenze finite. Ordine di approssimazione.


Testi di riferimento

Appunti forniti dal docente.
Pijush K. Kundu, Ira M. Cohen Fluid Mechanics. Elsevier.
Yunus A. Cengel, Jhon M. Cimbala Meccanica dei Fluidi. McGraw-Hill



Apri in formato Pdf English version