Idrodinamica (a.a. 2011/2012) Moto vario di transizione Marco Toffolon.

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1 Idrodinamica (a.a. 2011/2012) Moto vario di transizione Marco Toffolon

2 con sfioratore laterale
Occlusione parziale di un ponte con sfioratore laterale

3 Caso di studio moto uniforme Y = m F = 0.316 Ycon = m S = kN E = m luce = 1.5 m impalcato = 0.5 m dopo l’occlusione a = 0.1 m dati if = 0.001 b = 20 m Q = 20 m3/s critica Y = m

4 Transitorio livello che aumenta onda che risale relazione semplificata
che lega la portata defluente attraverso l’occlusione e il livello a monte del ponte

5 ? Stazionario finale valle Yv = 1.007 m Ycon = 0.172 m S = 119.3 kN
luce a = 0.1 m S = kN  libera ip. trascuro contrazione ip. energia costante sovralzo a monte Ym = 5.19 m (passaggio sopra il ponte!)

6 Stazionario finale valle Yv = 1.007 m Ycon = 0.172 m S = 119.3 kN
Cqs=0.385 (~ stramazzo in parete grossa) valle Yv = m Ycon = m S = kN portata sopra e sotto il ponte luce a = 0.1 m ma c’è il deflusso sopra il ponte variazione di energia dissipazione di energia (~ sbocco in serbatoio) Ym = m Ql = m3/s Qs = 9.59 m3/s

7 Perdita di Borda (carico cinetico) dissipazione di energia
(~ sbocco in serbatoio)

8 Transitorio: metodo delle caratteristiche
sbarramento (U=0, Y=Y0) regione costante Y(x=0,t) aumenta  le caratteristiche si incrociano da subito  frangimento moto uniforme Yu = m Fu = 0.316 Y0 = m c-(Y0) = 3.64 m/s (sovralzo iniziale)

9 Transitorio: fronte frangente che risale
Yu Uu cf Y0 condizione: Fr>0.87 moto uniforme Yu = m Fu = 0.316 Uu = m/s

10 Transitorio: approssimazione
L (tempo in minuti) (t = 2 min dopo chiusura) (t = 4 min dopo chiusura)

11 lunghezza zona di risalita
(tempo in minuti) celerità di risalita (tempo in minuti)

12 Sfioratore assumo Q3 e … … Q1 = Q ? 2 1 Procedura iterativa: 3
(relazione approssimata per deflusso rigurgitato, tutto dipende da Cq variabile, anche in base al rapporto a/Yu) … Q1 = Q ?

13 deflusso (ip. energia costante) energia costante 1 energia costante 2

14 HEC-RAS sfioratore: sovralzo ~ 1.5 m (condizione di valle) sfioratore: portata a valle ~ 6.5 m3/s

15 Integrazione semplificata del profilo nello sfioratore per determinarne la lunghezza
portata sfiorata variazione di portata (integrazione da valle) profondità corrispondente alla nuova portata (ip. energia costante = E0 monte) alternativa: integrazione del profilo (ip. j=if) integrazione da valle (Q aumenta)

16 Integrazione numerica del profilo all’interno dello sfioratore
verifica portata sfiorata Cq = 0.4  Qsl ~ 25 m3/s Cq = 0.25  Qsl ~ 15 m3/s (~ HEC-RAS)

17 C Cq 4.0 0.59 2.6 0.90 3.2 0.72 1.1 (def.) 0.25 (Manuale HEC-RAS, 8.10)