Onde regolari (1 CFU)
Moto irrotazionale. Equazioni fondamentali: equazione di continuità, teorema di Bernoulli, equazione della superficie libera, condizione sul fondo. Fenomenologia del moto ondoso: altezza, periodo, lunghezza d’onda, frequenza, numero d’onda e celerità dell’onda. Teoria di Stokes al primo ordine. Espressione del potenziale di velocità lineare. Legge di dispersione lineare. Componenti orizzontale e verticale di velocità e accelerazione nel campo di moto. Pressione dovuta all’onda. Nozione di profondità infinita e relative approssimazioni. Riflessione delle onde. Diffrazione delle onde in presenza di barriera semi infinita. Coefficiente di diffrazione. Onde tridimensionali. Flusso medio di energia. Celerità di gruppo. Shoaling-rifrazione. Condizioni di frangimento.
Dinamica dei litorali (1,5 CFU)
Fenomenologia dei processi litoranei. Il tensore radiation stress. Set-down, set-up e run-up delle onde. Numero di Irribarren. Portata di materiale solido trasportata lungo costa. Evoluzione della linea di riva: equazione di conservazione del materiale solido. Problema dell’evoluzione costiera: approccio classico. Soluzione esatta per il caso di batimetriche sensibilmente parallele. Analisi della diffusività. Interventi per la mitigazione dell’erosione costiera: approcci non strutturali e strutturali. Stabilità di un ripascimento. Deformazione della costa in prossimità di barriere e pennelli. Impatto delle onde di tsunami sulle coste. Teoria di Laitone.
Teoria degli stati di mare (1,5 CFU)
Richiami di probabilità e statistica: assiomi della probabilità, variabili aleatorie, indipendenza e condizionamento, distribuzioni di probabilità. Momenti di una distribuzione, quantili, percentili e quartili. Valore atteso di una variabile aleatoria non negativa. Onde generate dal vento: stato di mare ideale e stato di mare reale. Rappresentazione di uno stato di mare. Grandezze statistiche fondamentali: varianza, deviazione standard, altezza d’onda significativa, spettro di frequenza delle onde, periodo di picco, lunghezza d’onda a profondità infinita, momenti spettrali e funzione di autocovarianza. Relazione tra spettro di frequenza e funzione di autocovarianza. Proprietà della funzione di autocovarianza. Forme spettrali tipiche per onde generate dal vento e onde di mare lungo. Forme analitiche dello spettro di frequenza. Legame tra altezza significativa e spettro di frequenza. Definizione di ripidità dell’onda. Parametro di strettezza dello spettro ed inferenza delle condizioni di generazione dello stato di mare dal parametro di strettezza. Distribuzione delle altezze d’onda di uno stato di mare: soluzione di Rice e soluzione di Boccotti. Calcolo del periodo medio delle onde. Periodo delle onde più alte in uno stato di mare. Altezza d’onda massima attesa in uno stato di mare.
Analisi statistica e previsione in tempi lunghi (2 CFU)
Misura dell’altezza significativa nel tempo: i dati meteomarini. Studio meteomarino: calcolo di frequenze di accadimento e flusso medio di energia. Portata di materiale solido in mari reali: formule pratiche e calcolo della portata di materiale solido media annua. Analisi degli estremi: distribuzione generalizzata dei valori estremi; picco oltre la soglia; e mareggiata triangolare equivalente. Distribuzioni limite e loro comportamento: Gumbel, Fréchet e Weibull. Metodo del picco oltre la soglia e distribuzione generalizzata di Pareto. Stima dei parametri di una distribuzione. Rappresentazione dei dati su carta probabilistica. Il caso della distribuzione di Weibull a 2 parametri. Distribuzione direzionale. Definizione di mareggiata. Altezza d’onda massima attesa in una mareggiata. Il concetto di mareggiata triangolare equivalente. Durata di una mareggiata. Periodo di ritorno di una mareggiata in cui l’altezza significativa è maggiore di una certa soglia. Persistenza al di sopra di una data soglia. Periodo di ritorno direzionale. Vita di progetto, probabilità di accadimento e periodo di ritorno. Determinazione dello stato di mare di progetto. Periodo di ritorno di un’onda più alta di una data soglia: approccio di Jasper. Periodo di ritorno di una mareggiata contenente almeno un’onda più alta di una data soglia.
Opere di difesa costiera (1,5 CFU)
Strutture di difesa costiera: classificazione e principi di funzionamento. Formule pratiche per la progettazione di dighe a parete verticale. Verifiche di stabilità. Stabilità di barriere e pennelli: l’approccio classico di Hudson. Formule pratiche per la progettazione di dighe a gettata. Sollecitazioni su elementi snelli: formula di Morison. Numero di Keulegan-Carpenter. Abachi di Sarpkaya e Isaacson. Modellazione fisica. Similitudine idraulica. Prove di laboratorio in bacini artificiali e naturali. Strutture costiere innovative per la conversione dell’energia ondosa in energia elettrica. Classificazione, principi di funzionamento, e generalità sui modelli dinamici. Elementi fondamentali per la progettazione di un convertitore di energia ondosa: matrice delle potenze disponibili, matrice delle potenze convertibili, energia media prodotta in un anno.
Analisi del rischio e dell’affidabilità (1,5 CFU)
Definizione di collasso (failure), rischio e affidabilità. Teorie dell’affidabilità. Metodi di livello 1. Metodi di livello 2 ed approssimazioni del primo ordine. Approccio del primo ordine al punto di progetto (FDA), metodo della distribuzione approssimante (AFDA). Il caso di variabili correlate. Metodo della stima puntuale. Metodi di livello 3: integrazione alla Monte Carlo e simulazioni Monte Carlo. Cenni ai metodi del secondo ordine e ai metodi tempo-varianti. Affidabilità di sistemi complessi: molteplici meccanismi di collasso mutuamente indipendenti di una struttura isolata; unico meccanismo di collasso di molteplici strutture indipendenti. Struttura singola, meccanismi di collasso multipli. Molteplici strutture con molteplici meccanismi di collasso.
Ultimo aggiornamento: 05-09-2024
