Le tecniche di fluidodinamica computazionale (CFD) rappresentano un valido strumento di supporto alle attività di pianificazione, prevenzione e protezione, nell’ambito della gestione della sicurezza nel settore energetico. Le loro applicazioni interessano la produzione, il trasporto (e.g. reti di trasmissione edistribuzione energia elettrica; trasporto combustibili) e lo stoccaggio di energia, oltre alla valutazione degli impatti e dei rischi ambientali o per la salute umana.In particolare, la modellazione SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) è una tecnica CFD, senza griglia di calcolo, per flussi multifase e a superficie libera come quelli che caratterizzano le inondazioni costiere, urbane, fluviali, areali, conseguenti crolli o cedimenti di dighe (dam break), innescate da eventifranosi o attività vulcanica, o le perdite di liquidi da serbatoi. Muovendoci in questo contesto, abbiamo lavorato sullo sviluppo e validazione di modelli numerici SPH. I principali risultati raggiunti nel periodo di riferimento sono sintetizzati come segue:
• Modellazione SPH per flussi granulari: dam breach 3D con diga in terra. È statosviluppato e validato in via preliminare un modello SPH 3D per la rappresentazione di flussi granulari, con particolare riferimento ai dam breach (evoluzione di canali di breccia in dighe in terra), dam break erosivi (dam break in alveo mobile), rimozione di sedimenti in bacini idrici tramite scarichi di fondo (2D) e frane sommerse (2D). I risultati dello studio sono disponibili nel manoscritto Amicarelli et al. (Environmental Fluid Mechanics, in revision).
• Modellazione SPH per fenomeni di sloshing: moti fluidodinamici oscillatori, all’interno di serbatoi di stoccaggio o trasporto di liquidi. Il modello SPH Amicarelli et al. (2013, IJNME) è stato validato su due casi studio di sloshing 2D traslazionale in serbatoi di stoccaggio di liquidi.
• Modellazione SPH per il trasporto multiplo di corpi solidi in flussi a superficie libera (inondazioni). Il modello SPH Amicarelli et al. (Computers & Fluids, in revision) è stato validato, a titolo dimostrativo, su un fenomeno di dam break 3D con trasporto multiplo di corpi solidi.
I campi di applicazione dei modelli sviluppati e le loro potenzialità a breve termine fanno riferimento a tematiche quali: inondazioni, fenomeni di sloshing in serbatoi di liquidi, flussi granulari (e.g. dighe in terra; rimozione sedimenti), moto ondoso e interazioni fluido-struttura (e.g. piattaforme galleggianti; fondazioni off-shore), turbine idrauliche, operazioni di esercizio o di emergenza in impianti idroelettrici,l’ingegneria degli impatti (impatto di getti o fronti fluidi sui corpi solidi), la qualità delle acque.