D1. Conoscenza e capacità di comprensione
L’obiettivo dell’insegnamento è quello di introdurre i principali fenomeni idrodinamici propri dell’architettura navale. Contestualmente, si forniranno i fondamenti degli strumenti teorici utili alla modellazione dei fenomeni discussi, descrivendo anche i corrispondenti tipici approcci ingegneristici utilizzati nella pratica dell’architettura navale. Le tematiche del corso verranno affrontate facendo riferimento ad approcci analitici, tecniche di calcolo ed approcci sperimentali. Si metteranno in luce anche gli aspetti multidisciplinari della materia.

D2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente acquisirà le basi necessarie per sviluppare un approccio razionale alla modellazione dei fenomeni idrodinamici propri dell’architettura navale. Inoltre, sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite durante il corso nell’ambito di specifici insegnamenti volti ad approfondire i temi introdotti.

D3. Autonomia di giudizio
Lo studente sarà in grado di analizzare problemi idrodinamici tipici dell’architettura navale, e sarà in grado di scegliere l’approccio più adeguato per la modellazione del problema in esame.

D4. Abilità comunicative
Lo studente sarà in grado di discutere, in modo chiaro e consapevole, sugli aspetti idrodinamici fondamentali tipici dell’architettura navale.

D5. Capacità di apprendere
Lo studente acquisirà un approccio alle tematiche del corso che promuove la ricerca autonoma di informazioni tramite la letteratura esistente, di tipo tecnico e scientifico.

Suggerite conoscenze di base relative all’analisi matematica e ai fondamenti di fisica.

1. I mezzi marini e gli effetti dell’ambiente circostante
2. Modellazione dei fluidi incomprimibili per i problemi tipici dell’architettura navale
3. Idrostatica, galleggiabilità e fondamenti di stabilità delle navi
4. Resistenza al moto di corpi sommersi e lastre piane
5. Resistenza al moto di mezzi di superficie
6. Carichi in ambiente offshore
7. Fondamenti idrodinamici del sistema propulsivo e di manovra delle navi
8. Prove sperimentali tipiche dell’architettura navale
9. Cenni ad approcci numerici per l’architettura navale
10. Altri temi

1. L. Birk, “Fundamentals of Ship Hydrodynamics: Fluid Mechanics, Ship Resistance and Propulsion”, Wiley, 2019
2. J. Carlton, “Marine Propellers and Propulsion (2nd Edition)”, Butterworth-Heinemann (Elsevier), 2007
3. G. Contento, “Appunti del Corso di Architettura Navale I (Idrodinamica)”, A.A. 2002-2003
4. The Principles of Naval Architecture, SNAME, 1988
5. The Principles of Naval Architecture Series: “Ship Resistance & Flow” by Lars Larsson & Hoyte C. Raven, Edited by J. Randolph Paulling, 2010.
6. L. Zovatto, “Fondamenti di Idrodinamica Navale - Appunti”, (versione più recente)

Specifici riferimenti bibliografici addizionali saranno indicati durante le lezioni.

1. I mezzi marini e gli effetti dell’ambiente circostante
Classificazione dei mezzi marini. Forze ambientali tipiche. Moti indotti.

2. Modellazione dei fluidi incomprimibili per i problemi tipici dell’architettura navale
Equazioni di Navier-Stokes. Equazioni di Eulero. Flussi a potenziale. Teorema di Bernoulli stazionario e non-stazionario.

3. Idrostatica, galleggiabilità e fondamenti di stabilità delle navi
Carichi idrostatici su corpi fissi. Galleggiabilità. Stabilità iniziale dei mezzi marini.

4. Resistenza al moto di corpi sommersi e lastre piane
Resistenza di un corpo sommerso in moto e/o in presenza di corrente. Resistenza al moto di lastre piane. Linee d’attrito utilizzate in architettura navale.

5. Resistenza al moto di mezzi di superficie
Resistenza viscosa. Resistenza d’onda. Resistenza dell’aria.

6. Carichi in ambiente offshore
Modellazione delle onde lineari. Il concetto di onde irregolari. La caratterizzazione degli stati di mare. Il concetto di spettro di energia. Carichi su corpi snelli e metodo di Morison. Carichi di vento.

7. Fondamenti idrodinamici del sistema propulsivo e di manovra delle navi
Portanza e resistenza di profili alari. Elica. Timone.

8. Prove sperimentali tipiche dell’architettura navale
Analisi dimensionale e teorema di Buckingham. Prova di rimorchio. Prova di elica isolata. Prove di tenuta della nave al mare. Prove di manovrabilità.

9. Cenni ad approcci numerici per l’architettura navale
Solutori a potenziale. Solutori viscosi.

10. Altri temi
Propulsione assistita dal vento. Principi idrodinamici di funzionamento delle pinne antirollio. Posizionamento dinamico. Mezzi subacquei.

Il corso si articola in lezioni frontali e seminari, connessi con la teoria e con gli aspetti applicativi.

L'esame finale è svolto in forma scritta e riguarda gli argomenti trattati durante il corso. L’esame comprende esercizi di tipo numerico/analitico e/o domande aperte. La valutazione dell’esame finale è espressa in /30, ed è ottenuta mediando le valutazioni per i singoli quesiti proposti, tenendo conto, quando necessario, delle diverse caratteristiche dei singoli quesiti.

9 Industria, innovazione e infrastrutture