Italiano

L'insegnamento tratta le proprietà dei fluidi e le leggi fisiche che ne governano il comportamento sia in quiete che in moto. Il programma include l'individuazione, descrizione e modellazione degli schemi fisici ed ingegneristici propri dell'idraulica, con particolare attenzione ai casi fondamentali delle correnti in condotte, a pelo libero e nei terreni. L'insegnamento è articolato in moduli didattici che coprono le caratteristiche dei fluidi, l'idrostatica, il moto dei fluidi, le correnti in pressione, le correnti a pelo libero e i moti di filtrazione.

• M. Mossa e A. F. Petrillo, “Idraulica”, Ed. CEA, 2° ed. 2024. (disponibile anche come e-book)
• A. Ghetti, "Idraulica", Padova, Ed. Cortina, 1996.
• D. Citrini, "Idraulica", Milano, Ed. Ambrosiana, 1987.
• Materiale didattico (slides) fornito dal docente.

Al termine dell'insegnamento, lo studente dovrà:
Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding):
• Conoscere i concetti di base della meccanica dei fluidi
• Comprendere gli strumenti logico-matematici che interpretano il comportamento dei fluidi
Utilizzazione delle conoscenze e capacità di comprensione (applying knowledge and understanding):
• Saper interpretare il fenomeno fisico individuandone la logica e l'idoneo strumento matematico che lo modella
• Essere in grado di individuare e quantificare le grandezze fluido-dinamiche che caratterizzano il sistema mediante l'applicazione del modello matematico
Capacità di trarre conclusioni (making judgements):
• Essere capaci di individuare e quantificare gli elementi risultanti dall'analisi del problema idraulico
• Saper valutare criticamente i risultati ottenuti dall'applicazione dei modelli
Abilità comunicative (communication skills):
• Utilizzare correttamente il lessico tecnico-specialistico dell'idraulica
• Saper rappresentare adeguatamente gli elementi e i risultati dell'analisi idraulica
I contenuti minimi per il superamento dell'esame includono la conoscenza delle leggi fondamentali dell'idrostatica e dell'idrodinamica e la capacità di applicarle a casi semplici.

Per affrontare efficacemente l'insegnamento sono necessarie:
• Tutte le conoscenze e competenze previste nell'ambito dei corsi della scuola superiore relativi alla matematica, alla fisica e le nozioni essenziali della chimica
• Le ulteriori conoscenze, approfondimenti e competenze acquisite negli insegnamenti propedeutici: Analisi 1, Fisica, Geometria

L'insegnamento prevede:
• Lezioni frontali con impiego di slides
• Esercitazioni con risoluzione di problemi esemplificativi
L'insegnamento è articolato nei seguenti moduli didattici:
1. Richiami di nozioni e concetti pregressi
2. Caratteristiche generali dei fluidi
3. Idrostatica
4. Il moto dei fluidi
5. Le correnti in pressione
6. Le correnti a pelo libero
7. I moti di filtrazione
Il corso da 12 CFU prevede 100 ore di didattica frontale articolate in:
• 88 ore di teoria e applicazioni
• 12 ore di esercitazioni svolte dagli studenti con la supervisione del docente
La frequenza dell'insegnamento non è obbligatoria, ma è fortemente consigliata.

L'esame è composto da:
Prova scritta (propedeutica alla prova orale):
• Svolgimento di una applicazione numerica
• È vietato l'uso di prontuari, testi, materiali didattici e dispositivi elettronici durante la prova
Prova orale:
• Discussione critica dei risultati della prova scritta
• Esposizione di argomenti trattati nell'ambito dell'insegnamento
Criteri di valutazione:
• Chiarezza espositiva e uso del linguaggio tecnico: 15%
• Conoscenza e comprensione degli argomenti: 40%
• Capacità di applicare le conoscenze a casi pratici: 30%
• Capacità di analisi critica e di collegamento tra i diversi argomenti: 15%
Il voto finale sarà determinato considerando sia l'esito della prova scritta che quello della prova orale.

• Le slides utilizzate durante le lezioni saranno messe a disposizione degli studenti
• L'insegnamento è progettato e svolto prevedendo una frequenza costante ed attiva degli studenti, sebbene non obbligatoria
• Gli studenti non frequentanti possono preparare l'esame sui testi di riferimento e sul materiale didattico disponibile

Programma esteso
1. Proprietà dei fluidi (4 ore):
• Caratteristiche fisiche dei fluidi
• Lo stato tensionale interno ad un fluido
• Sforzo tangenziale
• Fluidi perfetti e reali (newtoniani, non newtoniani)
2. Equazioni indefinite della meccanica dei fluidi (6 ore)
• Equazioni indefinite della quantità di moto e della continuità
• Equazioni di Navier-Stokes
3. Idrostatica (10 ore):
• Idrostatica dei fluidi omogenei e stratificati
• Legge di Stevin
• Equazione globale dell'idrostatica e loro applicazioni
• Distribuzione della pressione all'interno di un fluido omogeneo e stratificato
• Calcolo della spinta che il fluido esercita sulle pareti piane o curve
• Spinta idrostatica ed applicazioni ingegneristiche
4. Cinematica dei fluidi (12 ore):
• Approccio Lagrangiano ed Euleriano
• Concetti di linea di corrente e di traiettoria
5. Dinamica dei fluidi (12 ore):
• L'equazione di Bernoulli ed i suoi corollari
• L'equazione globale della dinamica
• Concetti e perdite di carico concentrate e distribuite
• Applicazioni nel campo del moto dei fluidi
• Il concetto di corrente ed il concetto di portata
6. Efflusso da luci a battente e soglie di sfioro (10 ore):
• L'efflusso da una luce a battente o a stramazzo
• Classificazione degli efflussi
• Caratteristiche del moto
• Formula dell'efflusso
• Esempi di applicazione
7. Correnti in pressione (25 ore):
• La condizione di moto uniforme e le equazioni che lo reggono per fluidi newtoniani
• Progetto di una condotta
• Verifica di schemi idraulici di reti di condotte a maglie aperte
• Correnti in pressione con l'impiego di impianti di pompaggio
• Esercitazioni pratiche di dimensionamento
8. Correnti a pelo libero (15 ore):
• Proprietà delle correnti a pelo libero
• Scale di deflusso in condizione di moto uniforme e di stato critico
• L'equazione dei profili di corrente e sua applicazione a semplici casi
• Moto permanente e moto vario
9. Moto delle acque filtranti (6 ore):
• Falde acquifere e pozzi
• La legge di Darcy e sua applicazione
• Casi semplici di emungimento da pozzi

Italian

The course covers fluid properties and the physical laws governing fluid behavior in both static and dynamic states. The program includes identification, description, and modeling of physical and engineering hydraulic schemes, with particular attention to fundamental cases of flows in pipes, open channels, and ground conditions. The course is structured in didactic modules covering fluid characteristics, hydrostatics, fluid motion, pressurized flows, free surface flows, and filtration flows.

• M. Mossa e A. F. Petrillo, “Idraulica”, Ed. CEA, 2° ed. 2024 (also available as e-book).
• A. Ghetti, "Idraulica", Padova, Ed. Cortina, 1996.
• D. Citrini, "Idraulica", Milano, Ed. Ambrosiana, 1987.
• Teaching materials (slides) provided by the instructor

Upon completing the course, the student will:
Knowledge and Understanding:
• Know the fundamental concepts of fluid mechanics
• Understand the logical-mathematical tools that interpret fluid behavior
Applying Knowledge and Understanding:
• Interpret physical phenomena by identifying their logic and appropriate mathematical modeling tool
• Identify and quantify fluid-dynamic variables characterizing the system through mathematical model application
Capacity to Draw Conclusions:
• Identify and quantify elements resulting from hydraulic problem analysis
• Critically evaluate results obtained from model application
Communication Skills:
• Use hydraulic technical-specialized language correctly
• Adequately represent hydraulic analysis elements and results
Minimum contents for exam passing include knowledge of fundamental hydrostatic and hydrodynamic laws and the ability to apply them to simple cases.

To effectively approach the course, students need:
• All knowledge and competencies from high school mathematics, physics, and essential chemistry concepts
• Additional knowledge and competencies acquired in prerequisite courses: Analysis 1, Physics, Geometry

The course includes:
• Frontal lectures with slide presentations
• Exercises with exemplary problem-solving
Didactic modules:
1. Review of previous concepts
2. General fluid characteristics
3. Hydrostatics
4. Fluid motion
5. Pressurized flows
6. Free surface flows
7. Filtration flows
The 12 ECTS course provides 100 hours of frontal teaching:
• 88 hours of theory and applications
• 12 hours of student exercises supervised by the instructor
Course attendance is not mandatory but strongly recommended.

The exam consists of:
Written Exam (preliminary to oral exam):
• Numerical application development
• Use of manuals, texts, teaching materials, and electronic devices is prohibited
Oral Exam:
• Critical discussion of written exam results
• Presentation of topics covered in the course
Evaluation Criteria:
• Expository clarity and technical language use: 15%
• Knowledge and understanding of topics: 40%
• Ability to apply knowledge to practical cases: 30%
• Critical analysis and interconnection of different topics: 15%
The final grade will be determined considering both written and oral exam results.

• Lecture slides will be made available to students
• The course is designed for consistent and active student participation
• Non-attending students can prepare for the exam using reference texts and available teaching materials

1. Fluid Properties (4 hours):
o Physical fluid characteristics
o Internal tensional state of a fluid
o Tangential stress
o Perfect and real fluids (Newtonian, non-Newtonian)
2. Undefined Equations of Fluid Mechanics (6 hours):
o Undefined momentum and continuity equations
o Navier-Stokes equations
3. Hydrostatics (10 hours):
o Hydrostatics of homogeneous and stratified fluids
o Stevin's law
o Global hydrostatic equation and applications
o Pressure distribution in homogeneous and stratified fluids
o Calculation of fluid thrust on plane or curved surfaces
o Hydrostatic thrust and engineering applications
4. Fluid Kinematics (12 hours):
o Lagrangian and Eulerian approaches
o Stream line and trajectory concepts
5. Fluid Dynamics (12 hours):
o Bernoulli equation and its corollaries
o Global dynamics equation
o Concentrated and distributed head loss concepts
o Applications in fluid motion field
o Current and flow rate concepts
6. Discharge through Openings and Overflow Thresholds (10 hours):
o Discharge from battened or overflow openings
o Discharge classifications
o Motion characteristics
o Discharge formula
o Application examples
7. Pressurized Flows (25 hours):
o Uniform motion conditions for Newtonian fluids
o Pipe design
o Verification of open pipe network hydraulic schemes
o Pressurized flows with pumping systems
o Practical sizing exercises
8. Free Surface Flows (15 hours):
o Free surface flow properties
o Flow scales in uniform and critical state conditions
o Stream profile equation and application to simple cases
o Permanent and variable motion
9. Groundwater Flow (6 hours):
o Aquifers and wells
o Darcy's law and its application
o Simple well extraction cases