DALMINE
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso fornisce le conoscenze fondamentali delle leggi che governano il moto dei fluidi incomprimibili. Al termine del corso, lo studente avrà acquisito la capacità di risolvere problemi ingegneristici di base nel campo della fluidodinamica, con particolare attenzione ai flussi interni. Inoltre, nell'ambito dei flussi biologici, lo studente sarà in grado di descrivere qualitativamente e quantitativamente il flusso in reti di condotti, utilizzando gli strumenti appresi durante il corso.
Prerequisiti
Conoscenze di analisi matematica e fisica. In conformità con il piano di studi, per sostenere l’insegnamento di “Fluidodinamica e Biofluidodinamica” è necessario aver superato gli insegnamenti di “Analisi Matematica I” e di “Fisica Generale (Fisica I + Fisica per la medicina)”.
Metodi didattici
La didattica si svolgerà tramite lezioni frontali. All'interno del corso saranno organizzate esercitazioni pratiche (16 ore) aventi come oggetto la soluzione di problemi di interesse ingegneristico e finalizzate a far conseguire agli studenti una capacità di analisi critica degli argomenti. Sono previste anche attività di simulazione emodinamica con l’ausilio del calcolatore (4 ore).
Verifica Apprendimento
L’esame consiste in una prova scritta (della durata di 150 minuti) che verte sui metodi di analisi della meccanica dei fluidi presentati nel corso. La prova scritta prevede la soluzione di tre problemi pratici e la risposta ad una domanda di teoria. Il punteggio di un singolo esercizio o della singola domanda di teoria è nell’intervallo 7-8 punti a seconda della difficoltà. Nella valutazione degli esercizi, viene posta particolare attenzione alla descrizione dettagliata e completa del procedimento di soluzione.
La prova orale è obbligatoria se il voto ottenuto nella prova scritta è compreso tra 16/30 e 19/30 (estremi inclusi). Se la votazione dello scritto è maggiore di 19/30, la prova orale è facoltativa. Non è possibile sostenere la prova orale in un appello diverso da quello in cui si è sostenuto lo scritto. La prova orale si svolge, di norma, entro una settimana dallo scritto.
I risultati della prova scritta e la data della prova orale sono pubblicati online secondo le modalità comunicate prima dell'esame. Generalmente la pubblicazione avviene sulla pagina Moodle dell’insegnamento dell'anno accademico corrente.
Il voto relativo all'esame dell'intero corso integrato di “Fisica Tecnica + Fluidodinamica e Biofluidodinamica” viene calcolato come media aritmetica delle votazioni ottenute nelle singole prove di “Fluidodinamica e Biofluidodinamica” e “Fisica Tecnica”.
Contenuti
Nozioni di base (proprietà dei fluidi, ipotesi di fluido come continuo); statica dei fluidi (isotropia della pressione, legame tra pressione e profondità, manometri, forze su superfici piane e curve, il principio di Archimede); fluidi in movimento (approccio Lagrangiano ed Euleriano, accelerazione locale ed accelerazione convettiva); visualizzazione del flusso (linee di corrente, linee di fumo, traiettorie); deformazione e sforzo; classificazione dei flussi (comprimibili/incomprimibili, non-viscosi/viscosi, stazionari/instazionari, laminari/turbolenti), l’equazione di Bernoulli; forma integrale delle equazioni di governo (dal sistema chiuso al volume di controllo, conservazione della massa, conservazione della quantità di moto, conservazione dell’energia); forma differenziale delle equazioni di governo (conservazione della massa, equazioni di Navier-Stokes); similitudine ed analisi dimensionale (teorema di Buckingham); regione d’ingresso; il flusso di Couette; il flusso di Poiseuille; viscosimetri (il viscosimetro capillare; il viscosimetro a cilindri coassiali; il viscosimetro “cono e piatto”); reologia e cenni di emoreologia; flusso turbolento in condotti circolari; perdite di carico distribuite e concentrate con cenni alle reti di condotti; flusso pulsatile in condotti rigidi: la soluzione di Womersley e la soluzione di Fry-Greenfield; la compliance; analogia elettrica ed accenni ai modelli a parametri concentrati ed alla fluidodinamica computazionale (CFD); segmentazione, generazione del reticolo di calcolo, simulazione ed analisi dei risultati ottenuti dalla simulazione CFD di un problema emodinamico con il software opensource SimVascular.