Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Andrea CRIVELLINI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT05] INGEGNERIA MECCANICA First Cycle Degree (3 years) - [IT05] MECHANICAL ENGINEERING
Dipartimento: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheDepartment: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2020-2021
Anno regolamentoAnno regolamento: 2019-2020
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/06 - FLUIDODINAMICA
Italiano
Italian
Conoscenze di base di analisi matematica e fisica
Fundamentals of mathematical analysis and physics
Lezioni di teoria, 38 ore;
Esercizi, 10 ore.
Theoretical lessons, 38 hours;
Exercises, 10 hours.
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.
Il rigore metodologico della materia contribuirà a sviluppare nello studente la capacità di risolvere problemi fisici ed ingegneristici con un approccio scientifico, a migliorare il grado di autonomia di giudizio e la capacità di apprendimento in autonomia.
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 methodological rigor of the subject will develop in the students the ability of solving physical and engineering problems adopting a scientific approach, an improvement in the judgement autonomy and their learning ability.
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.
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.
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
NO
NO
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2020-2021
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
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