528MI - ELEMENTI DI TERMOFLUIDODINAMICA PER LE MACCHINE 2025
Section outline
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Lucia Parussini
Ufficio: Ed.C7, primo piano, stanza C7_1.9
Telefono: 040 558 3804
E-mail: lparussini@units.it
Orario di ricevimento: dal Lunedì al Venerdì su appuntamento
Orari delle lezioni
Lunedì 13:15-16:00 Edificio C8 - Aula B
Martedì 8:30-10:00 Edificio H2bis - Aula 4C
Venerdì 11.15-13.00 Edificio B - Aula Arich
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Il corso si prefigge di fornire una conoscenza generale delle proprietà di base dei fluidi e i principi fondamentali della statica, della cinematica e della dinamica degli stessi. Dopo aver introdotto le equazioni fondamentali della fluidodinamica, verranno presentati ed approfonditi elementi di fluidodinamica incomprimibile e comprimibile.
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Proprietà dei fluidi
Definizione di fluido. Concetto di continuo. Densità ed espansione termica. Comprimibilità di un fluido. Viscosità e sforzi.
Statica dei fluidi
Pressione in un fluido. Distribuzione di pressione in un fluido. Variazioni di pressione in un fluido in quiete. Forze di pressione su una superficie piana. Forze di pressione su una superficie curva. Forze di pressione su un volume immerso: spinta di Archimede. Galleggiamento e stabilità. Misuratori di pressione.
Cinematica dei fluidi
Descrizione lagrangiana ed euleriana. Traiettorie, linee di corrente e streaklines. Derivata materiale. Accelerazione di Lagrange. Funzione di corrente. Vorticità. Circuitazione.
Dinamica dei fluidi
Equazione di conservazione della massa: forma integrale, forma differenziale. Equazione di bilancio della quantità di moto: forma integrale, forma differenziale. Applicazione dell’equazione di bilancio della quantità di moto. Equazione di Bernoulli. Tubo di Pitot. Tubo di Venturi. Il tensore degli sforzi.
Teorema di Stokes. Relazioni costitutive. Equazioni di Navier–Stokes per fluidi incompressibili e compressibili. Equazione di conservazione dell'energia: forma integrale, forma differenziale.Equazioni di conservazione adimensionalizzate
Cifre adimensionali. Equazione di continuità, Equazioni di Eulero, Equazioni di Navier-Stokes adimensionalizzate.
Soluzioni analitiche delle equazioni del moto per flussi incomprimibili
Flusso tra lastre piane e parallele. Flusso di Couette. Fenomeno della lubrificazione idrodinamica.
Moto turbolento
Fenomenologia della turbolenza. Equazione di Burgers. Scala della turbolenza. Teoria di Kolmogorov. Equazioni di Reynolds.
Flussi viscosi interni incomprimibili
Tubi a sezione non circolare. Perdite concentrate.
Flussi viscosi esterni incomprimibili
Forze aerodinamiche.
Flusso incomprimibile non viscoso (flusso a potenziale)
Potenziale cinetico e funzione di corrente. Equazione di Laplace. Teorema Kutta-Joukowski. Paradosso D'Alambert. Soluzione bidimensionale (corrente libera, sorgente e pozzo, dipolo e doppietta, vortice libero). Sovrapposizione delle soluzioni bidimensionali (semicorpo, cilindro, cilindro rotante, profilo simmetrico).
Strato limite incomprimibile
Teoria dello strato limite. Equazioni di Prandtl. Soluzione di Blasius. Separazione dello strato limite.
Gasdinamica: introduzione e definizioni
Comprimibilità. Numero di Mach. Teorema di Crocco. Piccole perturbazioni. Propagazione dei disturbi di pressione. Equazioni della gasdinamica per problemi quasi-unidimensionali. Stati di riferimento. Stati isoentropici. Relazione tra variazione area/velocità. Errore di compressibilità.
Onde d’urto normali
Relazione di Prandtl. Relazione di Rankine-Hugoniot.
Onde d’urto oblique e onde di espansione
Relazioni delle onde oblique. Urti staccati. Interazioni di onde e riflessioni. Flussi alla Prandtl-Meyer. Teoria urti espansioni. Interazione onda d’urto e strato limite.
Flussi interni comprimibili
Moto isoentropico in condotti a sezione variabile. Ugello convergente. Ugello convergente-divergente. Diffusori. Moto con attrito in condotti a sezione costante (moto di Fanno). Moto di Rayleigh.
Flussi esterni linearizzati
Flussi compressibili subsonici. Equazione completa del potenziale. Equazione del potenziale linearizzata. Similitudine di Gothert. Similitudine di Prandtl-Gluert. Flussi compressibili supersonici. Teoria di Ackeret.
Strato limite compressibile
Equazioni dello strato limite commpressibile. Lastra piana. Metodo della temperatura di riferimento.
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Appunti delle lezioni di fluidodinamica, prof. Carlo Vecile, Ed. Lint.
Elementi di gasdinamica, A. Cavallini e M. Sovrano, Ed. Patron.
Appunti di Turbolenza, Prof. Verzicco.
Fluidodinamica Comprimibile, C.Golia e A. Viviani.
Note online.
Per approfondimenti:
Fluid Dynamics: An Introduction, M. Rieutord, Ed. Springer.
Fluid Dynamics: Part 1: Classical Fluid Dynamics, A. I. Ruban, J. S. B. Gajjar, Ed. Oxford.
Fundamentals Of Aerodynamics, J. D. Anderson, Mcgraw-Hill.
Fundamentals of Gas Dynamics, V. Babu, Wiley.
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L'esame prevede una prova scritta ed una prova orale con lo scopo di verificare le competenze acquisite. La valutazione delle prove viene effettuata in trentesimi. La valutazione finale è una media pesata delle due prove (25% prova scritta, 75% prova orale).
La prova scritta prevede lo svolgimento di esercizi analoghi, ma non necessariamente identici, a quelli affrontati nelle esercitazioni in classe ed è finalizzata ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti metodologici forniti nel programma, nonché il livello di abilità e di autonomia di giudizio nel selezionare e utilizzare l’opportuno approccio, con consapevolezza delle ipotesi semplificative che sono alla base, del significato fisico delle quantità coinvolte e dei limiti di validità dei risultati conseguiti.
Il superamento della prova scritta consente di sostenere la prova orale nello stesso appello o in qualsiasi appello successivo.
Il colloquio orale prevede domande relative agli argomenti del corso ed ha l’obiettivo di verificare la capacità di comunicazione e di sintesi organica, nonché la proprietà di linguaggio dello studente in relazione agli argomenti teorici e pratici trattati.
In alternativa alla prova orale vi è la possibilità di sostenere due prove scritte durante il corso. Nel caso risultino entrambe positive, la media dei voti riportati nelle prove, costituirà il voto di esonero dalla prova orale.
Data della prima provetta: 17/11/2025 13:00-16:00 Aula B Ed. C8
Data della seconda provetta: 08/01/2026 10:00-13:00 Aula A Ed. C8
Per sostenere le provette, iscriversi alle prove parziali di Elementi di termofluidodinamica per le macchine su esse3.
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Sessione invernale a.a 2025-2026mar 13 gennaio 9:00 scrittogio 15 gennaio 9:00 oralemar 3 febbraio 9:00 scrittogio 5 febbraio 9:00 oralemar 17 febbraio 9:00 scrittoven 20 febbraio 9:00 oraleSessione estiva a.a 2025-2026mar 9 giugno 9:00 scrittogio 11 giugno 9:00 oralemar 30 giugno 9:00 scrittogio 2 luglio 9:00 oralemar 21 luglio 9:00 scrittogio 23 luglio 9:00 oraleSessione autunnale a.a 2025-2026mar 8 settembre 9:00 scrittogio 10 settembre 9:00 oraleGli esami si terranno in Aula B Ed. C9. Lo scritto ha una durata di 2h.
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