Il lavoro riporta i risultati di un’indagine sperimentale di laboratorio in cui si sono studiate onde di dam-break di un miscuglio granulare secco su fondo scabro. Le prove sono state eseguite con pendenze comprese fra 0° e 20° e con diverse condizioni iniziali di deposito. L’evoluzione temporale dei profili di corrente è stata dedotta dalle immagini videoregistrate da due videocamere poste lateralmente al canale. I dati sperimentali sono stati confrontati con le previsioni del modello di Savage-Hutter, che è di tipo mediato sulla profondità e prevede un meccanismo di resistenza esclusivamente Coulombiano. Particolare attenzione è stata dedicata alla descrizione della resistenza al moto dovuta alla presenza delle pareti laterali. Lo schema numerico implementato è ai volumi finiti con solutore di Riemann approssimato di tipo f-wave. L’analisi delle prove sperimentali ha evidenziato che, mentre la fase iniziale del deflusso è governata dai gradienti di pressione, nella fase finale il deposito avviene progressivamente dal fondo verso la superficie libera, con residui fenomeni di instabilità superficiale. Il modello matematico-numerico descrive con buon accordo le onde di dam-break alle pendenze più elevate, ma cade in difetto alle pendenze più basse. I risultati esposti evidenziano i limiti dei modelli mediati sulla profondità, dovuti all’ipotesi di omogeneità, lungo la normale al fondo, delle caratteristiche cinematiche e dinamiche.

INDAGINE SPERIMENTALE E MODELLAZIONE MATEMATICO-NUMERICA DI CORRENTI GRANULARI SECCHE

SARNO, Luca;PAPA, Maria Nicolina;
2012

Abstract

Il lavoro riporta i risultati di un’indagine sperimentale di laboratorio in cui si sono studiate onde di dam-break di un miscuglio granulare secco su fondo scabro. Le prove sono state eseguite con pendenze comprese fra 0° e 20° e con diverse condizioni iniziali di deposito. L’evoluzione temporale dei profili di corrente è stata dedotta dalle immagini videoregistrate da due videocamere poste lateralmente al canale. I dati sperimentali sono stati confrontati con le previsioni del modello di Savage-Hutter, che è di tipo mediato sulla profondità e prevede un meccanismo di resistenza esclusivamente Coulombiano. Particolare attenzione è stata dedicata alla descrizione della resistenza al moto dovuta alla presenza delle pareti laterali. Lo schema numerico implementato è ai volumi finiti con solutore di Riemann approssimato di tipo f-wave. L’analisi delle prove sperimentali ha evidenziato che, mentre la fase iniziale del deflusso è governata dai gradienti di pressione, nella fase finale il deposito avviene progressivamente dal fondo verso la superficie libera, con residui fenomeni di instabilità superficiale. Il modello matematico-numerico descrive con buon accordo le onde di dam-break alle pendenze più elevate, ma cade in difetto alle pendenze più basse. I risultati esposti evidenziano i limiti dei modelli mediati sulla profondità, dovuti all’ipotesi di omogeneità, lungo la normale al fondo, delle caratteristiche cinematiche e dinamiche.
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