Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[3I197] - FLUIDODINAMICAFLUID-DYNAMICS
Andrea CRIVELLINI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT05] INGEGNERIA MECCANICA First Cycle Degree (3 years) - [IT05] MECHANICAL ENGINEERING
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2019-2020
Anno regolamentoAnno regolamento: 2018-2019
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/06 - FLUIDODINAMICA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Conoscenze di base di analisi matematica e fisica

Fundamentals of mathematical analysis and physics


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni di teoria, 38 ore;
Esercizi, 10 ore.

Theoretical lessons, 38 hours;
Exercises, 10 hours.


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze di base sulla meccanica dei fluidi. Tali conoscenze, integrando le nozioni acquisite negli insegnamenti di analisi matematica e fisica permetteranno di arricchire le conoscenze fondamentali per una formazione ingegneristica di base nel campo industriale, con particolare riferimento alla termofluidodinamica, in modo che lo studente acquisisca una chiara consapevolezza del più ampio contesto multidisciplinare dell'ingegneria, con un chiaro richiamo agli aspetti propriamente connessi con i sistemi e le tecnologie di produzione, trasporto e uso dell’energia e della progettazione di macchine e sistemi energetici.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Al fine di applicare i concetti fondamentali per una formazione ingegneristica di base nel campo industriale appresi durante lo studio, lo studente dovrà affrontare i problemi ingegneristici utilizzando metodi, tecniche e strumenti appropriati ed aggiornati. Tale capacità si estrinsecherà attraverso una serie di abilità professionalizzanti, quali: 1. conoscenze di base sulle equazioni che governano il moto dei fluidi; 2. capacità di valutare, per sistemi semplici, le forze scambiate tra un fluido ed un corpo; 3. capacità di condurre analisi fluidodinamiche in sistemi semplici operanti in regime stazionario per mezzo delle tecniche dei volumi di controllo


Competenze trasversali.

La capacità di risolvere problemi numerici contribuirà a migliorare sia il grado di autonomia di giudizio in generale, sia la capacità comunicativa che deriva dalla consapevolezza delle proprie competenze, sia la capacità di apprendimento in autonomia e di trarre conclusioni dello studente


Knowledge and Understanding.

This course aims at giving students the basic knowledge of fluid mechanics. Together with the fundamentals in mathematics and physics, this course will increase the knowledge in the field of industrial engineering with particular focus on thermofluid-dynamics giving the student the awareness of the multidisciplinary context of engineering with particular focus on the issues related to the conversion, transmission, final use of energy and to the design of fluid machines and energy systems.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

Aiming at applying the fundamentals of fluid mechanics in the industrial sector, students must be able to face engineering problems by means of suitable and well-timed methodologies and techniques. The main skills acquired in the course are: 1.basic knowledge of the fluid dynamics governing equation; 2. ability to evaluate for simple systems the fluid dynamics loads; 3. Ability to perform fluid dynamics analyses on simple steady state systems using the control volume technique


Transversal Skills.

The ability of solving numerical problems, together with the awareness of their knowledge, will improve the judgement autonomy of students, their communications skills and their learning ability



PROGRAMMA PROGRAM

Introduzione: il campo della meccanica dei fluidi; l'approssimazione del continuo; sforzi in un punto; definizione di fluido; proprietà dei fluidi.
Statica dei fluidi.
Cinematica dei fluido.
Conservazione della massa e della quantità di moto in forma integrale e differenziale, equazioni di Eulero e di Navier Stokes.
Teorema di Bernoulli.
Il metodo dei volumi di controllo.
Vorticità e viscosità, campi irrotazionali.
Flussi Potenziali.
Alune semplici soluzioni analitiche delle equazioni diffrenziali di Navier-Stokes.
Conservazione dell'energia.
Teoria dello strato limite, equazioni di Prandtl per lo strato limite.
Cenni sul moto turbolento.
Flussi in condotti, moto laminare e turbolento, perdite di carico distribuitre e concentrate.
Analisi dimensionale e similitudine.

Introduction: The field of fluid mechanics; approximation of continuous; stress on a point; definition of fluid; properties of fluids.
Fluid statics.
Fluid kinematics.
Conservation of mass and momentum
Bernoulli theorem
The control volumes method
Vorticity and viscosity
Potential flows
Analytical solution of the Navier-Stokes equations for some simple problems
Conservation of energy
Boundary layers
An introduction to turbulent flows
Viscous flows in ducts, laminar and turbulent flow regimes, distributed and minor losses
Dimensional analysis and similarity.


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

La valutazione avviene tramite prova scritta ed orale. Nella prova scritta, lo studente deve dimostrare di conoscere i criteri generali per valutare le forze scambiate tra un fluido, sia fermo che in movimento, ed un corpo con l’ausilio di metodologie, modelli e strumenti matematici illustrati durante le lezioni. Nella prova orale, allo studente si chiede di dimostrare le principali leggi fisiche che governano il moto dei fluidi, le eventuali approssimazioni da fare ed i risultanti limiti di applicabilità di queste leggi.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Nelle prove d’esame, lo studente dovrà dimostrare di conoscere le principali leggi fisiche che governano il moto dei fluidi, sapendole dimostrare in maniera chiara e pertinente, e di saper utilizzare le metodologie proprie della fluidodinamica presentate durante le lezioni. Lo studente dovrà dimostare sufficiente capacità di sintetizzare e collegare tra loro i diversi argomenti affrontati nel corso delle lezioni.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Viene attribuito un voto in trentesimi, con eventuale lode.


Criteri di attribuzione del voto finale.

La votazione massima, pari a trenta punti con lode, è assegnata a studenti che dimostrino, nelle due prove, piena autonomia nell’impostare e risolvere problemi e completa padronanza delle metodologie e dei modelli teorici propri della fluidodinamica. La votazione minima, pari a diciotto, è assegnata a studenti che dimostrino di riuscire a risolvere problemi che gli vengono posti e sufficiente conoscenza delle metodologie e dei modelli teorici propri della fluidodinamica. L'ammsione alla prova orale è subordinata al superamento della prova scritta, il voto finale è assegnato sulla base del risultato conseguito durante la prova orale. Lo studente dovrà rispondere a due quesiti ed il voto sarà la media dei punteggi ottenuti per le singole domande.


Learning Evaluation Methods.

The assessment of the student’s preparation will be performed via a written and oral examination. In the written test, the student will be asked to demonstrate the knowledge of the general criteria for the calculation of forces exchanged between a fluid, which can be in motion or at rest, and a body, using different methodologies and mathematical models explained during the course. In the oral test, the student is asked to deduce the most important physical laws governing the fluid motion, the assumptions involved and the resultant applicability limits.


Learning Evaluation Criteria.

Within the examination, the student must demonstrate the knowledge of the principal physical laws governing the fluid motion, knowing how these laws can be prooven, and the ability to use the methodologies and the mathematical models presented during the course. In addition, the student must show a sufficient ability in the synthesis and in the link between all the different topics dealt within the course.


Learning Measurement Criteria.

Grading scheme is based on a scale of 30 points. Successful completion of the examination will lead to grades ranging from 18 to 30.


Final Mark Allocation Criteria.

The maximum mark, which is thirty with laude, is awarded to students that demonstrate in the tests a complete autonomy in formulating and solving the problems, with an outstanding ability to use the methodologies and mathematical models proper of the fluid dynamics. The minimum mark, which is eighteen, is awarded to students that demonstrate the ability to solve the tests with sufficient knowledge of the methodologies and mathematical models proper of the fluid dynamics. The admission to the oral examination is subordinate to passing the written examination. The final grade is due to the result of the oral examination. This grade will be the sum of the grades obtained in answering two questions.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Slides delle lezioni scaricabili da https://learn.univpm.it;
Principale testo di riferimento: Yunus A. Cengal John M. Ciballa,"Meccanica dei fluidi", McGraw-Hill
Per ulteriori approfondimenti: David Pnulli Chaim Gutfinger, "Meccanica dei Fluidi", Zanichelli, D. C. Wilcox, Basic Fluid Mechanics, DCW Industries, Inc

All the slides used during the course, at https://learn.univpm.it;
Basic reference textbook: Yunus A. Cengal John M. Ciballa,"Meccanica dei fluidi", McGraw-Hill
For further investigation: David Pnulli Chaim Gutfinger, "Meccanica dei Fluidi", Zanichelli, D. C. Wilcox, Basic Fluid Mechanics, DCW Industries, Inc


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Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2019-2020
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2019-2020

 


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