Gli impianti idroelettrici hanno un ruolo chiave nella propagazione delle inondazioni perché possono determinarne l’innesco, esserne il bersaglio o regolare le piene dei corsi d’acqua.
La modellazione SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) rappresenta un metodo di fluidodinamica computazionale (CFD) lagrangiano, privo di griglia di calcolo (mesh-less). Si dimostra particolarmente adatto alla rappresentazione di flussi inerziali, a superficie libera o multi-fase, come quelli che caratterizzano la propagazione di inondazioni, con trasporto di strutture solide e materiale granulare, o le opere idrauliche di impianti idroelettrici.
Le attività SPH svolte hanno riguardato principalmente sviluppi numerici, validazioni e applicazioni, relativi ai seguenti argomenti:

• La modellazione SPH 3D di flussi granulari per inondazioni con trasporto solido di fondo (e.g. dighe in terra e dam break erosivi), con rappresentazione delle forze di resistenza sul fondo e degli sforzi viscosi. I risultati ottenuti in quest’ambito si riferiscono alle seguenti attività:accoppiamento modellistico SHM-SPH per l’acquisizione delle mesh superficiali di SHM (SnappyHexMesh, OpenFOAM), usate come griglie di posizionamento per imporre le condizioni iniziali nel metodo DB-SPH (Amicarelli et al, 2013, IJNME), schema di riferimento per il trattamento delle condizioni al contorno e delle forze di resistenza sul fondo; estensione del metodo DB-SPH al trattamento di frontiere solide 3D di forma qualsiasi; implementazione di una nuova procedura di inizializzazione del coefficiente di Shepard integrale; generalizzazione del metodo DBSPH per l’assegnazione di cinematiche traslazionali generiche alle frontiere solide e il trattamento semplificato di sezioni di inlet e outlet; sequenza di validazioni della nuova soluzione modellisticabasata su metodo DB-SPH; realizzazione di un caso studio dimostrativo di dam break erosivo (su letto granulare) 2D per un “model inter-comparison” proposto da TUHH (Technical University of Hamburg); analisi di un crollo di diga in terra 3D su topografia complessa (trattato in precedenza), per una valutazione dell’influenza dell’angolo d’attrito; sviluppi numerici per l’implementazionedegli sforzi viscosi e delle forze di resistenza sul fondo, secondo il formalismo del metodo DB-SPH.
•La modellazione SPH 3D di inondazioni con trasporto simultaneo di corpi solidi e materiale granulare: soluzioni modellistiche integrate. I risultati ottenuti in quest’ambito si riferiscono alle seguenti attività: accoppiamento numerico tra modello per flussi granulari e modello per il trasportodi corpi solidi; ottimizzazione delle simulazioni con trasporto multiplo di corpi solidi soggetti a impatto da dam break, con analisi degli effetti legati alla risoluzione spaziale; modellazione SPH 3D (test dimostrativo) per il trasporto di 5 tronchi d’albero in una riserva d’acqua a monte di una diga in terra, in condizioni di crollo incipiente (dam breach in scala 1:1).
Altre attività: misure dello speed-up computazionale in parallelo, considerando la modellazione 3D di uno sfioratore (con pila) e relative validazioni tramite confronto con le misure disponibili.