Il presente rapporto descrive le attività di Ricerca di Sistema svolte nell’ambito del Progetto Produzione e Fonti Energetiche, relativamente al Work Package 6.1 dal titolo “Sicurezza dei bacini idroelettrici Italiani: impostazione metodologica”. Facendo ricorso al metodo degli elementi finiti è possibile procedere, mediante uno schema ormai consolidato, alla generazione di modelli numerici in grado di descrivere correttamente domini spaziali complessi (mesh) e di simulare il comportamento fisico/meccanico di strutture civili o componenti industriali. Nell’ambito delle strutture civili e, in particolare, per opere già esistenti, i modelli numerici vengono comunemente utilizzati in chiave diagnostica per valutarne la sicurezza e pianificare, eventualmente, interventi di ripristino. In quest’ottica, è fondamentale avere a disposizione modelli il più possibile rappresentativi del comportamento delle strutture reali, in genere ben descritto e caratterizzato dalle misure fornite dalle prove di tipo dinamico condotte in sito. Poiché, in fase preliminare, i modelli numerici hanno un grado di attendibilità opinabile, nella loro messa a punto ci si avvale dei processi di identificazione strutturale, basati sul metodo degli elementi finiti e sull’analisi modale. Tali procedimenti consistono nel modificare iterativamente i parametri fisico/meccanici del modello, ignoti a priori, fino a quando la risposta dinamica ottenuta per via numerica riproduce correttamente quella sperimentale. Una volta ultimato il processo di identificazione, è possibile eseguire analisi numeriche affidabili e valutare opportunamente lo stato dell’opera in esame. Nell’ambito delle attività finanziate dalla Ricerca di Sistema nel periodo 2003-2005, nel codice di calcolo MIDA (Modal IDentification Analysis) era stata implementata la metodologia di identificazione strutturale di tipo innovativo CLM (Coupled Local Minimizers) che, grazie ad un approccio “globale” e ad un meccanismo di ricerca di tipo cooperativo, consentiva con ottime potenzialità di affrontare e risolvere alcuni problemi tipici dei metodi di ottimizzazione, evitando ad esempio di fornire una soluzione confinata in minimi di tipo locale all’interno del dominio di ricerca (insieme dei parametri meccanici del modello di riferimento). A partire dai risultati ottenuti nell’ambito di tale ricerca, il presente studio ha analizzato criticamente il metodo CLM avvalendosi di: • un semplice caso test relativo ad una trave in cemento armato, in cui veniva indotto un danneggiamento progressivo; • un caso di interesse pratico relativo alla risposta strutturale di una diga in calcestruzzo. I test condotti sulla trave in cemento armato, strutturati in modo tale da consentire un’indagine di tipo parametrico del metodo CLM, hanno consentito di valutare l’influenza dei diversi parametri propri della

metodologia sulla qualità della soluzione e di fornire indicazioni sui valori da assegnare a tali grandezze. I test relativi alla diga hanno, invece, evidenziato che l’aspetto di maggiore criticità presente nel metodo CLM è rappresentato dal processo iterativo di Newton, impiegato nella soluzione del problema ai minimi quadrati. Nel corso della presente attività sono stati, pertanto, proposti algoritmi alternativi a quello di Newton e sono state apportate delle modifiche di carattere generale alla metodologia CLM. Nel rapporto tali modifiche vengono descritte e commentate sulla base dei risultati dei test effettuati. Alla luce dei risultati ottenuti, per risolvere i problemi evidenziati nel corso della ricerca si propone di migliorare l’algoritmo di Newton, già implementato nel codice MIDA, e di sviluppare un’interfaccia che consenta al codice stesso di accedere alle funzioni matematiche disponibili nell’Optimization Toolbox del codice commerciale MATLAB. L’utente avrà in tal modo a disposizione nuovi algoritmi per risolvere il problema di ottimizzazione.