Un'applicazione del metodo dei Volumi Finiti per l'analisi di transitori rapidi in alvei a fondo mobile

Il presente lavoro tratta di una particolare applicazione del ben noto metodo dei volumi finiti al caso della simulazione di transitori rapidi che si sviluppano in alvei a fondo mobile. In particolare, viene descritto un modello numerico ai volumi finiti in grado di portare in conto anche condizioni di non-equilibrio dinamico, ottenuto affiancando alle tre classiche equazioni di bilancio normalmente utilizzate in letteratura tecnica (equazioni di conservazione della massa e della quantità di moto del miscuglio acqua+sedimenti ed equazione di conservazione della massa solida) un’equazione cosiddetta “di adattamento” o di “lag”, di origine semi-empirica. Le equazioni alla base del modello sono sviluppate per alvei caratterizzati da sezioni di forma qualsiasi ed eventualmente non prismatici e sono integrate con una tecnica ai volumi finiti. Il modello, caratterizzato da una precisione del primo ordine nello spazio, è, sostanzialmente, esplicito. Una precisione, nel tempo, di ordine superiore al primo, viene tuttavia ottenuta mediante l’utilizzazione di una tecnica del tipo “predictor-corrector”, che consente, altresì, di utilizzare intervalli temporali di calcolo non strettamente rispettosi della condizione di Courant. Vengono infine presentati alcuni esempi di applicazione a una serie di casi di studio, che consentono di valutare i vantaggi e, parallelamente, i limiti della procedura adottata