Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[W000784] - ENVIRONMENTAL HYDRAULICSENVIRONMENTAL HYDRAULICS
Matteo POSTACCHINI
Lingua di erogazione: INGLESELessons taught in: ENGLISH
Laurea Magistrale - [IM14] ENVIRONMENTAL ENGINEERING Master Degree (2 years) - [IM14] INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2020-2021
Anno regolamentoAnno regolamento: 2020-2021
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ICAR/01 - IDRAULICA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

INGLESE

English


PREREQUISITI PREREQUISITES

Conoscenza degli elementi di Analisi Matematica (es. calcolo infinitesimale, teoria dell'integrazione, soluzione di equazioni differenziali), di Fisica Classica (es. Meccanica) e di Idraulica.

Knowledge of the basics of Mathematical Analysis (e.g. infinitesimal calculus, theory of integration, solution of differential equations), Classical Physics (e.g. Mechanics) and Hydraulics.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni (60 ore).
Esercitazione (12 ore).

Lectures (60 hours).
Classroom tutorial (12 hours).


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire la conoscenza approfondita delle problematiche del mescolamento dei fluidi naturali e del trasporto di inquinanti. Questo contribuisce ad accrescere la capacità di progettazione e analisi di complessi sistemi per la salvaguardia dell'ambiente, la difesa del suolo, la protezione dai rischi naturali.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Al fine di affrontare tematiche teoriche e applicative avanzate, anche di notevole complessità, lo studente dovrà affrontare esercizi di complessità crescente con il progredire dell'apprendimento, sempre finalizzati alla verifica delle capacità progettuali e di analisi critica dei problemi applicativi tipici dell'idraulica ambientale. Sono previste attività di progettazione condotte in modo autonomo da gruppi di lavoro.


Competenze trasversali.

L’insegnamento dell’Idraulica Ambientale contribuisce a costruire una cultura adeguata all'inserimento delle opere di ingegneria civile nell'ambiente, la prevenzione dai rischi naturali, la gestione dei rifiuti, lo sviluppo e applicazione di tecniche per il controllo dell'inquinamento e la realizzazione di impianti chimici e ambientali.


Knowledge and Understanding.

The course allows the students to acquire an in-depth knowledge of the problems related with the mixing of natural fluids and of pollutant transport. This contributes to increase the capability of design and understanding of complex systems for the environmental safety, the soil defense and protection against natural risks.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

With the purpose of facing advanced theoretical and applicative topics, also of great complexity, the student will have to tackle exercises of increasing complexity, always finalized to the testing of their design capabilities and critical analysis of the applicative problems typical of the Environmental Hydraulics. Autonomous project activities, to be carried out in groups, will be implemented.


Transversal Skills.

The teaching of the Environmental Hydraulics contributes to establishing a culture for the implementation of civil works in the environment, the prevention of natural risks, the management of refuses, the development and application of techniques for pollution control and the construction of chemical and environmental plants.



PROGRAMMA PROGRAM

Lezioni (60 ore).
Definizioni. La legge di Fick. La diffusione molecolare in un fluido in quiete. Il metodo delle immagini. La diffusione-convezione in un fluido in moto laminare. Richiami di teoria della turbolenza. La diffusione turbolenta: le nuvole di tracciante. La teoria di Taylor sulla diffusione turbolenta. L'equazione di convezione-diffusione turbolenta. La dispersione laminare: la teoria di Taylor e la teoria di Elder. La turbolenza libera. La soluzione autosimilare al caso dei getti. Entrainment, mixing e trasporto di massa. Fenomeni denso-meccanici: i getti galleggianti e i pennacchi. Il mescolamento negli alvei naturali: campo vicino, intermedio e lontano. Il mescolamento dei traccianti reattivi. Il bilancio di ossigeno in assenza di miscelamento. Il processo di riossigenazione. Il bilancio di ossigeno in presenza di miscelamento. I processi di miscelamento in acque sotterranee. Le proprietà fisiche dei terreni. La Legge di Darcy. Il trasporto di soluti in acquiferi eterogenei.

Esercitazione (12 ore).
Soluzione numerica di un'equazione differenziale (es. convezione-diffusione) trattata durante il corso, mediante l'utilizzo dell'ambiente di calcolo MATLAB.

Lectures (60 hours).
Definitions. The Fick law. The molecular diffusion in a quiescent fluid. The method of images. The advection-diffusion in a fluid in laminar flow motion. Fundamentals of turbulent flows. The turbulent diffusion: the clouds of tracers. The Taylor's theory on turbulent diffusion. The equation for advection and turbulent diffusion. The laminar dispersion: Taylor's theory and Elder's theory. The free turbulence. The self-similar solution for the jet case. Entrainment, mixing and mass transport. Denso-mechanic phenomena: the buoyant jets and the plumes. The mixing in natural streams: the near, intermediate and far fields. The mixing of reactive tracers. The oxygen balance in absence of mixing. The re-oxygenation process. The oxygen balance in presence of mixing. Mixing processes in groundwater flows. Physical properties of soils. The Darcy Law. The transport of solutes in heterogeneous aquifers.

Classroom tutorial (12 hours).
Numerical solution of differential equations (e.g., advection-diffusion equation) by using the MATLAB environment.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

L'esame consiste in una prova orale in cui saranno verificati: 1) il grado di preparazione dello studente relativamente ai temi trattati durante il corso e 2) le conoscenze necessarie per lo sviluppo dell’esercitazione


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, lo studente deve dimostrare, attraverso la prova orale, di aver ben compreso i concetti esposti nel corso sulla teoria e le applicazioni dell'Idraulica Ambientale.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Attribuzione del voto finale in trentesimi.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Il voto verrà attribuito sommando la valutazione della prova orale e quella dell’esercitazione sviluppata. Lo studente potrà conseguire fino ad un massimo di 5 punti nel progetto. L’orale sarà articolato su tre quesiti. Ogni quesito sarà valutabile con un punteggio variabile tra 0 e 10 punti. La lode verrà attribuita agli studenti che, avendo conseguito la valutazione massima, abbiano dimostrato la completa padronanza della materia.


Learning Evaluation Methods.

Oral test during which students must demonstrate to have 1) properly assimilated the course topics and 2) the necessary knowledge to develop the project.


Learning Evaluation Criteria.

To positively pass the exam, the student must demonstrate, through the oral test, to be well acquainted with both theoretical concepts and use of the applicative tools of the Environmental Hydraulics.


Learning Measurement Criteria.

Final mark, in thirtieths.


Final Mark Allocation Criteria.

The final mark will be made by summing the marks of the oral tests and of the numerical project. The student will obtain max 5 marks for the numerical project. The oral test consists of three questions. Each question will be marked between 0 and 10 points. Honours will be given to those students who, reaching the highest marks, demonstrate a full mastery of the topics.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Fischer, H.B. et al., Mixing in inland and coastal waters, Academic Press.
Dispense del corso di Idraulica Ambientale disponibili presso il “Centro Copie” di Facoltà.
Link Moodle:
https://learn.univpm.it/course/view.php?id=7726

Fischer, H.B. et al., Mixing in inland and coastal waters, Academic Press.
Notes of the course of Environmental Hydraulics available at the "Centro Copie" of the Faculty.
Moodle link:
https://learn.univpm.it/


E-LEARNING E-LEARNING

No

No


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2020-2021
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2020-2021

 


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