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Idrodinamica (a.a. 2011/2012)

Idrodinamica (a.a. 2011/2012). Moto vario di transizione. Marco Toffolon. Occlusione parziale di un ponte con sfioratore laterale. Caso di studio. moto uniforme Y = 1.007 m F = 0.316 Y con = 0.172 m S = 119.3 kN E = 1.057 m. luce = 1.5 m impalcato = 0.5 m dopo l’occlusione

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Presentation Transcript

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

  2. Occlusione parziale di un ponte con sfioratore laterale

  3. Caso di studio moto uniforme Y = 1.007 m F = 0.316 Ycon = 0.172 m S = 119.3 kN E = 1.057 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 = 0.467 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 = 201.0 kN  libera ip. trascuro contrazione ip. energia costante sovralzo a monte Ym = 5.19 m (passaggio sopra il ponte!)

  6. Cqs=0.385 (~ stramazzo in parete grossa) Stazionario finale valle Yv = 1.007 m Ycon = 0.172 m S = 119.3 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 = 2.429 m Ql = 10.41 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 = 1.007 m • Fu = 0.316 • Y0 = 1.350 m • c-(Y0) = 3.64 m/s (sovralzo iniziale)

  9. Transitorio: fronte frangente che risale cf Y0 Uu Yu condizione: Fr>0.87 moto uniforme Yu = 1.007 m Fu = 0.316 Uu = 1.006 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 2 1 Procedura iterativa: assumo Q3 e … 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. (Manuale HEC-RAS, 8.10)

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