Academic literature on the topic 'GEOFISICA APPLICATA E IDRAULICA'

2004/2005
La tesi della dottoranda Umberta Tinivella ha avuto come obiettivo principale lo studio delle relazioni tra i dati sismici a riflessione e la caratterizzazione delle proprietà petrofisiche delle rocce e dei fluidi intrappolati all'interno dello spazio poroso, con particolare riguardo al regime della pressione dei pori. Per questo motivo, sono state utilizzate metodologie di analisi dei dati non standard, quali l'Amplitude Versus Offset (AVO) e l'analisi dei common image gathers (CIO) per determinare il campo di velocità delle onde P e S. Per quest'ultimo punto, sono state utilizzate migrazioni pre-stack in tempo e in profondità. Inoltre, sono stati considerati modelli teorici per meglio interpretare i risultati ottenuti. Tale procedura è stata applicata a· tre linee sismiche a riflessione, acquisite all'interno del progetto CROP (CROP 18A, 18B e 03) e localizzate in Toscana, per caratterizzare le proprietà delle rocce all'interno del campo geotermico presente nell'area, e in particolare il principale marker dell'area e cioè l'orizzonte K. L'elaborato della candidata si concentra principalmente sulla descrizione delle tecniche non convenzionali utilizzate per la caratterizzazione petrofisica, quali l'AVO, la teoria di Biot che descrive la relazione tra le velocità di propagazione delle onde sismiche P .e S e il regime anomalo della pressione dei pori, e la descrizione dell'anisotropia. Quest'ultimo punto è stato necessario in quanto l'analisi dei campi di velocità delle diverse linee hanno evidenziato una anisotropia nella crosta inferiore. Per quanto riguarda l'AVO, generalmente utilizzato per caratterizzare la fase fluida, è stato eseguito uno studio per meglio rappresentare e interpretare i risultati, cioè le sezioni di riflettività. In particolare, i cross-plot sono stati molto utili per identificare i canali preferenziali di risalita di magmi e fluidi dalla crosta profonda, mentre i rapporti tra le riflettività sono stati utilizzati per meglio interpretare le sezioni sismiche. Inoltre, i risultati AVO sono stati utili per comprendere la natura delle principali riflessioni. Infatti, grazie a questo tipo di analisi è possibile associare le riflessioni o a contrasti litologici o a variazioni nel contenuto di fluidi nei pori. Con il presente studio è stato quindi possibile integrare risultati di analisi diverse dei dati sismici a riflessione, quali le migrazioni, le analisi di velocità, le sezioni con la riflettività, i modelli teorici delle velocità in funzione della pressione dei pori e le analisi sui dati di pozzo. Si è ottenuto un modello finale coerente dell'area investigata all'interno della Provincia Geotermica Toscana. La dottoranda ha partecipato a numerosi incontri e workshops organizzati presso l'Università di Siena da parte del coordinatore e delle unità operative del progetto COFIN2000-Relazione fra struttura della crosta continentale e risorse geotermiche nella Toscana Meridionale ed ha avuto modo di seguire l'acquisizione e il controllo di qualità di rilievi sismici 3D nell'area di Larderello, eseguiti dalla DGS per conto dell'ENEL-Green Power. Parte dei risultati ottenuti sono stati presentati a congressi nazionali e internazionali. Di seguito sono riportati i dettagli degli abstracts del gruppo che ha lavorato su questi argomenti. L'asterisco indica che il lavoro è stato presentato dalla dottoranda.
XVIII Ciclo
1967
Versione digitalizzata della tesi di dottorato cartacea.

2002/2003
La tesi è parte integrante di un progetto di ricerca indirizzato allo studio delle caratteristiche del mescolamento turbolento nel Golfo di Trieste in condizioni critiche, ovvero quando le forzanti agenti sulla colonna d'acqua sono costituite da: corrente di marea, effetto della rotazione terrestre e presenza di una stratificazione stabile verticale dovuta a flussi di calore forniti alla superficie libera. Tali condizioni critiche si possono verificare sia in inverno, quando il flusso è forzato solamente dalla corrente di marea e dalla rotazione, sia durante l'estate, quando il contributo della stratificazione risulta essere determinante. Il caso invernale rappresenta l'oggetto della tesi. Poiché il numero di Reynolds oceanografico associato al problema è troppo elevato per poter essere affrontato dalle tecniche numeriche oggi disponibili, l'esperimento viene scalato ad un valore Re = 1.6 x 106 , un ordine di grandezza inferiore rispetto a quello reale. Il sistema viene tuttavia mantenuto in regime turbolento e vengono preservati i parametri fisici caratterizzanti il caso reale (il numero di Keulegan-Carpenter ed il numero di Rossby). Le equazioni filtrate che descrivono il flusso turbolento oscillante-rotante sono risolte mediante resolved large-eddy simulation (LES), parametrizzando le scale di sottogriglia con un modello di tipo dinamico misto. A causa degli elevati sforzi computazionali richiesti per tale studio, il codice adottato è stato totalmente riscritto mediante un paradigma di programmazione parallela. Il primo capitolo della tesi presenta un'introduzione generale che descrive il Golfo di Trieste e le forzanti agenti, il secondo capitolo è dedicato all'inquadramento del problema ed al modello matematico adottato, il terzo capitolo descrive l'implementazione in ambiente parallelo ed i test di validazione. Di seguito vengono discussi i risultati: nel quarto capitolo viene analizzato il flusso puramente oscillante, mentre nel quinto sono descritti gli effetti dovuti alla rotazione del sistema di riferimento. Il sesto capitolo presenta le conclusioni principali. Occorre sottolineare che la simulazione dello strato limite turbolento di Stokes qui descritta rappresenta il primo studio numerico che analizza in dettaglio il campo turbolento di un flusso puramente oscillante ad un numero di Reynolds per il quale la maggiorparte del ciclo di oscillazione è caratterizzata dalla presenza di turbolenza pienamente sviluppata. I risultati sono in buon accordo con le misure sperimentali ed ampliano quanto trovato a tal proposito negli studi presenti in letteratura. Il flusso oscillante-rotante turbolento, secondo caso studiato, per quanto ne sappiamo non è stato finora affrontato da un punto di vista numerico. La rotazione del sistema di riferimento induce un duplice effetto destabilizzante/stabilizzante sul flusso, dipendente dalla direzione della corrente forzante. Tale effetto è stato descritto sia da studi teorici che da lavori precedenti riguardanti lo strato di Ekman stazionario non stratificato. Inoltre, dall'analisi dei nostri risultati si evince come la turbolenza si sviluppi con un carattere fortemente anisotropico. I risultati della presente dissertazione mostrano che: i processi di mescolamento nel Golfo di Trieste in condizioni critiche durante la stagione invernale appaiono caratterizzati da un'intensa attività turbolenta durante le fasi centrali di entrambi i semiperiodi di oscillazione della componente di marea M2, ed interessano più della metà della colonna d'acqua. I livelli di turbolenza tipici del secondo semiperiodo (corrente mareale che fluisce da NE a SW) risultano essere considerevolmente più marcati rispetto al primo, e si osserva attività turbolenta fin quasi alla superficie libera. Il ruolo giocato dalla rotazione risulta essere di fondamentale importanza nell'incremento del mescolamento orizzontale e verticale lungo l'intero ciclo di oscillazione. A differenza del caso puramente oscillante, le tre componenti fluttuanti sono mutualmente correlate fra di loro, e le intensità turbolente contribuiscono ad intensificare il mescolamento anche vicino alla superficie libera. Dal punto di vista metodologico, il presente lavoro ha dimostrato come una resolved LES può fornire risultati accurati anche nello studio di strati limite non stazionari. Inoltre, grazie alla capacità del modello dinamico-misto scelto di adeguarsi alle caratteristiche locali ed istantanee del campo di flusso, esso si è dimostrato essere uno strumento adatto alla simulazione di strati limite di Stokes sia in sistemi di riferimento fissi che rotanti.
The present dissertation is part of a research project aimed at investigate the characteristics of the turbulent mixing in the Gulf of Trieste under critical conditions, namely when the forcings acting on the water column are: the tidal current, the effect of the Earth rotation and the presence of a vertical stable stratification due to heat fluxes supplied at the free surface. Critical conditions can occur both in winter, when only tidal current and rotation influence the flow, and in summer, when also the effect of stratification plays a very important role. The former case is the object of the thesis. Since the Reynolds number of the oceanographic system is too high to be studied by means of the present numerical techniques, the numerical experiment is carried aut at Re = 1.6 x 106 , one arder of magnitude smaller than the effective one, still considering the flow in a turbulent regime and keeping constant the physical parameters characterizing the actual flow, i.e. the Keulegan-Carpenter and the Rossby numbers. The filtered governing equations describing the oscillating, rotating turbulent flow are solved by means of resolved large-eddy simulation (LES), modeling the subgrid-scale stresses through a dynamic-mixed model. Due to the burdensome computational efforts required far such study, the code adopted is implemented in a parallel framework. The work is organized as follows: the first chapter presents a general introduction describing the Gulf of Trieste and the forcings, chapter 2 is devoted to the formulation of the problem and the mathematical model adopted, chapter 3 describes the parallel implementation together with validation tests. The results are presented in two different chapters: the purely oscillating flow is given in chapter 4, whereas the rotating-oscillating one is discussed in chapter 5. Finally, conclusions are given in chapter 6. It has to be remarked that the present simulation of the Stokes boundary layer represents the first numerical study that investigates the details of the turbulent field in a purely oscillating flow at a Reynolds number such that most of the cycle of oscillation is characterized by the presence of fully developed turbulence. Our results are in good agreement with the experimental observations and corroborate the findings of the relevant experimental studies. Moreover, to the best of our knowledge, the turbulent rotating-oscillating flow has been never investigated. The rotation of the reference frame induces a destabilizing effect on the flow, depending on the forcing current direction, which agrees with theory an d precedent studi es regarding the turbulent neutral steady Ekman layer. Furthermore, a highly anisotropie character of turbulence can be drawn from our simulations. The results of the present dissertation show that: mixing processes in the Gulf of Trieste under critical conditions during the winter season are characterized by an intense turbulent activity during the central phases of both the half-periods of oscillation of the M2 tide, along more than half the water column. Levels of turbulence peculiar of the second half-period (tidal current flowing from NEto SW) appear remarkably stronger than those of the first, and the vertical extension where turbulent activity can be observed results increased. The role played by rotation is of fundamental importance in the enhancement of horizontal and vertical mixing throughout the whole tidal cycle of oscillation. Unlike the purely oscillating case, the three fluctuating components are mutually correlated, and turbulent intensities contribute to intensify mixing also near the surface. From the numerical point of view, the present dissertation has also shown t ha t a resolved LES gives accurate results in the case of unsteady boundary layers. Moreover, the dynamic-mixed model adopted appears to be a robust tool for simulating both the Stokes boundary layer, since it is able to adjust to the local and instantaneous characteristics of the flow field, and its rotating counterpart.
XVI Ciclo
1972
Versione digitalizzata della tesi di dottorato cartacea.

2002/2003
Il presente lavoro di tesi si colloca all'interno di un ampio progetto di collaborazione fra le discipline medico-chirurgiche ed il mondo tecnico-scientifico ed ha la finalità di contribuire per mezzo dell'approccio computazionale alla comprensione dei complessi fenomeni fluidinamici inerenti l'attività cardiaca, tutt'oggi poco chiari. L'obbiettivo di questo lavoro è lo studio dei campi di moto intorno ed immediatamente a valle delle valvole cardiache, data la loro enorme rilevanza clinica, realizzando l'analisi numerica ad alta risoluzione di getti pulsanti attraverso orifizi. Data la complessità del problema di simulare un getto attraverso una valvola mobile, all'interno di un condotto con pareti anch'esse mobili, si è proceduto con lo studio di situazioni semplificate per affrontare in maniera graduale problemi con complessità crescente. Il primo capitolo è dedicato alla descrizione in dettaglio delle caratteristiche del simulatore di flusso commerciale Carnet e dell'algoritmo risolutivo in esso implementato: il modello matematico per le equazioni, la discretizzazione, il metodo ai Volumi Finiti, le proprietà della griglia di calcolo e le particolari procedure utilizzate. Il secondo capitolo è uno studio teorico sulle proprietà dei getti non stazionari, finalizzato all'analisi del primo stadio dello sviluppo della scia tridimensionale a valle di un orifizio. Si considera un modello di valvola molto semplificato, consistente in un diaframma disposto all'interno di un condotto cilindrico ortogonalmente al moto in cui è praticato un orifizio circolare; il campo di moto è analizzato sia in condizione di simmetria assiale che di eccentricità, al fine di rendere il moto più conforme alle condizioni fisiologiche. I risultati, analizzati in termini di velocità e di vorticità, mostrano come una piccola eccentricità sia in grado di generare una struttura vorticosa tridimensionale, che presenta durante la fase di decelerazione caratteristiche inaspettate e particolarmente interessanti per lo studio di alcuni fenomeni come il flusso sanguigno in prossimità del seno di Valsalva. Si procede in seguito a una specifica modellazione di valvola mitrale, definendo un realistico modello di valvola a due lembi e dando una formulazione matematica sia per la complessa geometria tridimensionale della valvola, sia per la legge oraria del moto dei lembi. Per distinguere nel flusso intraventricolare gli effetti sul moto dovuti alla forma valvolare da quelli del movimento, si esamina dapprima il caso di valvola realistica ferma ad un determinato grado di apertura (capitolo 3) e successivamente quello di valvola mobile (capitolo 4), in cui i due effetti sono combinati. Il capitolo 3 riporta una approfondita analisi della griglia di calcolo, adeguata alla particolare geometria del dominio e analizza la spiccata tridimensionalità del campo di moto che, anche nel caso simmetrico, risulta molto influenzato dalla forma dell'orifizio. Il capitolo 4 infine, mostra come la scia vorticosa nel caso di valvola mobile assuma sostanziali differenze rispetto a modelli che ne trascurano il movimento, dimostrando come una corretta modellazione valvolare sia fondamentale nella comprensione e interpretazione di misure cliniche, in particolare dei rilievi ecografici.
XVI Ciclo
1973
Versione digitalizzata della tesi di dottorato cartacea.

2003/2004
Il tema di questa tesi di dottorato riguarda la modellazione delle onde sismiche provocate da terremoti e la valutazione di scenari di scuotimento sismico. Lo studio è stato eseguito principalmente nell'ambito del progetto del Gruppo Nazionale Difesa Terremoti (GNDT) denominato 'Scenari di danno nell'area veneto-friulana', il cui principale obbiettivo consiste nella definizione del rischio sismico nell'area suddetta, che è notoriamente esposta a terremoti di carattere distruttivo. Particolare enfasi è stata rivolta alla città di Vittorio Veneto (TV), in virtù della sua rilevanza dal punto di vista storico, artistico ed economico. Con questa tesi è illustrato ed applicato all'area veneto-friulana un approccio di ausilio alla stima della pericolosità sismica, che si avvale di sofisticati metodi numerici per valutare l 'incidenza sul moto forte del suolo atteso dei vari fattori fisici che lo condizionano. Abbiamo valutato separatamente l'effetto dovuto all'estensione della sorgente e quello dovuto alla propagazione del campo d'onda attraverso la struttura geologica e gli effetti dovuti alle caratteristiche dei suoli superficiali. Gli studi eseguiti per questa tesi consistono nel calcolo di scenari deterministici di scuotimento a scala sia regionale sia locale e nella valutazione della risposta sismica a Vittorio Veneto. L'approccio deterministico alla stima della pericolosità sismica significa che vengono calcolati sismogrammi sintetici per una o più sorgenti di riferimento, le quali sono preventivamente individuate e di cui è data una parametrizzazione fisica. Nella tesi viene dapprima brevemente esposta la problematica del calcolo deterministico del moto del suolo atteso per un terremoto, illustrando alcune metodologie utilizzate per il calcolo dei sismogrammi sintetici (Capitolo 2). Per descrivere gli effetti sul moto del suolo dei fenomeni legati all'estensione della sorgente sismica (modalità della propagazione della rottura sulla faglia) è stata perfezionata una tecnica, basata su modelli semplificati della struttura crostale, costituiti da strati piani orizzontali e quindi privi di eterogeneità laterali. Tale tecnica si basa sul calcolo della funzione di Green elastodinamica mediante il metodo dell'integrazione del numero d'onda (wavenumber integration method - WIM) ed è indicata come EXWIM (Extended Source WIM). Questo metodo è stato impiegato per la valutazione di scenari di scuotimento a scala regionale n eli' area di Vittorio Veneto. I risultati di queste modellazioni sono illustrati nel Capitolo 4, dopo una breve introduzione della geologia e sismicità dell'area fatta nel Capitolo 3. Per evidenziare gli effetti sul moto del suolo legati alla complessità della struttura geologica si è dovuto seguire un metodo più raffinato per la modellazione della propagazione delle onde sismiche ossia il metodo agli elementi spettrali (SPEM 2-D). Il metodo permette di simulare la propagazione dell'onda sismica in mezzi bidimensionali eterogenei e di incorporare nella stima del moto del suolo atteso le eventuali conoscenze di dettagli nella struttura geologica ed è stato quindi impiegato per la costruzione di scenari dettagliati di scuotimento a Vittorio Veneto, come descritto nel Capitolo 5. Infine, nel Capitolo 6 è descritta la campagna di misure di rumore ambientale a stazione singola, eseguita a Vittorio Veneto e la sua elaborazione mediante il metodo di Nakamura o HVSR (horizontal-to-vertical spectral ratio) al fine di valutare la distribuzione della risposta sismica sull'area cittadina su base sperimentale. Gli scenari di scuotimento a scala regionale ottenuti tramite in metodo EXWIM, considerano due terremoti di riferimento: uno ha come sorgente sismica la faglia relativa al terremoto storico "del Cansiglio" di magnitudo M=5.8 del18 ottobre 1936, l'altro è relativo ad un ipotetico terremoto associato alla struttura sismogenetica del Montello per la quale si stima una magnitudo M=6.7. Le modellazioni sono state eseguite utilizzando diverse ipotesi di attivazione della sorgente sismica (posizione del punto di nucleazione sulla superficie di faglia e distribuzione del momento sismico). Sono stati calcolati sismogrammi sintetici per un insieme di ricevitori distribuiti su una griglia regolare sul territorio considerato in modo da ottenere delle mappe di scuotimento. Si sono inoltre considerati modelli della struttura crostale diversi in funzione della posizione geografica del ricevitore. Dalle mappe di scuotimento ottenute per le varie ipotesi d'attivazione della sorgente sismica è possibile valutare l 'intervallo dei valori del moto del suolo atteso su base statistica. Gli scenari dettagliati di scuotimento a Vittorio Veneto (Capitolo 5), sono stati ottenuti considerando, come evento di riferimento, il terremoto del Cansiglio del 1936. Sono state eseguite due modellazioni lungo sezioni verticali passanti per la sorgente e per due località della città di Vittorio Veneto, per le quali erano disponibili informazioni di dettaglio sulla struttura geologica di superficie. L'effetto della struttura geologica sul moto del suolo e' stato analizzato tramite sismogrammi sintetici completi ed immagini che mostrano la propagazione del campo d'onda. I risultati indicano che, considerando solamente l'effetto dovuto alla combinazione del profilo di radiazione della sorgente e della propagazione delle onde attraverso la struttura geologica complessa, la zona di Vittorio Veneto corrisponderebbe ad un minimo relativo di moto forte del suolo. D'altro lato è evidente dalle modellazioni una rilevante risposta locale dovuta all'intrappolamento dell'energia sismica all'interno dei depositi quaternari che formano il bacino di Vittorio Veneto. Al fine di caratterizzare la risposta sismica locale di sito sono state inoltre eseguiti nell'ambito del progetto di ricerca, diversi studi per la definizione della geologia di superficie e la distribuzione dei diversi tipi di suolo. Nell'ambito di questa tesi è stata eseguita l'analisi delle misure di rumore ambientale (all'incirca un centinaio di siti) acquisite nell'area di Vittorio Veneto, allo scopo di stimare la risposta locale. Il metodo utilizzato consiste nel calcolo del rapporto spettrale tra la componente orizzontale e verticale del rumore. Nel caso il sito sia caratterizzato da un forte contrasto di impedenza (maggiore di 2.5-3) tra la superficie ed il bedrock, il picco nel rapporto spettrale calcolato corrisponde alla frequenza fondamentale di risonanza del sito stesso. I risultati ottenuti dalla campagna eseguita a Vittorio veneto indicano una buona correlazione tra le frequenze fondamentali ottenute dagli HVSR e i tipi di suolo individuati lungo il bacino. La mappa ottenuta dalle misure di rumore ambientale è stata utilizzata, nell'ambito dello stesso progetto, per la definizione della mappa di microzonazione sismica di Vittorio Veneto. Altri studi concernenti la modellazione delle onde sismiche provocate da terremoti sono stati eseguiti durante il corso di dottorato nell'ambito di diversi progetti di ricerca, quali il progetto GNDT 'Scenari dettagliati e provvedimenti finalizzati alla prevenzione sismica nell'area urbana di Catania', il progetto 'Microzonazione Marche' ed il progetto 'Pegasos'. E' stato eseguito inoltre il processing dei dati di rumore sismico ambientale acquisiti in diversi comuni della provincia di Campobasso, in prossimità di edifici scolastici allo scopo di dare un'indicazione sulla frequenza di risonanza e sulla presenza di possibili effetti di sito. Un sunto di alcuni dei suddetti lavori è riportato nelle Appendici della presente tesi.
XVII Ciclo
1971
Versione digitalizzata della tesi di dottorato cartacea.

2005/2006
La protezione dei litorali risulta tutt'oggi uno dei problemi che maggiormente affligge le coste italiane ed internazionali. Un numero considerevole di coste dell'Unione Europea è in erosione a causa del notevole sviluppo antropico associato al crescente interesse turistico ed economico. Le problematiche inerenti i fenomeni di erosione e ripascimento risultano, spesso, di difficile individuazione e definizione, essendo fenomeni lenti e di cui si valuta, principalmente il valore medio annuo. Il presente lavoro si pone come obiettivo lo studio dei processi idrodinamici in presenza di litorali sabbiosi, con particolare riferimento ai fenomeni di shoaling dei fronti d'onda, al frangimento delle onde ed alla definizione della zona in cui esso avviene. Particolare attenzione viene posta, inoltre, ai fenomeni di dissipazione dell'energia del moto ondoso ed alle correnti che si generano conseguentemente agli attacchi ondosi presi in considerazione. In correlazione con tali fenomeni idrodinamici viene valutato il trasporto solido del materiale sabbioso, sia esso in sospensione, sia esso al fondo, considerato come causa predominante dell'arretramento della linea di riva e dell'instabilità del profilo di spiaggia. Nel lavoro in oggetto si presenta un elaborato in cui si analizza la geometria costiera del litorale di Marina di Massa, i cui dati, seppur parziali, sono stati messi a disposizione dalla Provincia di Massa Carrara - Settore Difesa del Suolo e Protezione Civile. Si opta per una modellazione fisica tridimensionale, a fondo mobile, riproducendo la zona d'interesse mediante l'analogia di Froude, in scala geometrica indistorta pari a 1 :30. Il modello è stato costruito presso il Laboratorio di Ricerca e Sperimentazione per la Difesa delle Coste (LIC) del Dipartimento di Ingegneria delle Acque e di Chimica del Politecnico di Bari e, grazie alla collaborazione con il Prof. Ing. Antonio Felice Petrillo, è stato possibile approfondire l'analisi dei fenomeni idrodinamici instaurantisi in tale contesto. In questa fase si sono sviluppati molteplici argomenti a partire dai fenomeni prettamente idrodinamici quali l'evoluzione dello spettro d'onda durante l'approccio a riva, il set - up, la stima del coefficiente di riflessione· della spiaggia, la stima delle correnti mediante apparecchiatura AD V (Acoustic Doppler Velocimeter) e mediante analisi degli spostamenti di un tracciante inserito nel modello. Viene effettuata una valutazione dei profili ortogonali e paralleli alla riva, con particolare riferimento ai fenomeni erosivi e ripascitivi che si evidenziano al termine delle prove. La modellazione sperimentale, in ultima analisi, ha confermato l'instabilità del profilo di spiaggia e l'erosione incipiente che caratterizza tale tratto di litorale soggetto agli attacchi ondosi simulati. Si evidenziano particolari fenomeni erosivi quali le rip - currents e l'arretramento della linea di riva, con materiale sabbioso fuoriuscente dalle zona protetta e "catturato" dalle correnti long- shore conseguenti al frangimento del moto ondoso di mareggiata. Stanti le notevoli dimensioni del modello realizzato si comprende come esso possa garantire, da un lato, elevata attendibilità dei risultati ottenuti in quanto poco influenzati dalle condizioni al contorno, e dall'altro come esso sia caratterizzato da notevoli difficoltà logistiche in fase di ipotesi e verifica di possibili interventi. Per questo motivo, considerata l'elevata attendibilità dei parametri dedotti dalla modellazione sperimentale, si opta per la costruzione di un modello numerico bidimensionale che possa garantire un confronto con i dati ottenuti dalla modellazione in laboratorio ed, allo stesso tempo, possa fornire una rapida valutazione delle interazioni conseguenti all'intervento preventivamente progettato per garantire stabilità al litorale. In collaborazione con il Prof. Ing. Michele Mossa della sede di Taranto del Politecnico di Bari si utilizza il software MIKE 21 per tale modellazione. La modellistica numerica bidimensionale, in particolar modo in ambito marittimo, richiede un'attenta fase di calibrazione dei parametri maggiormente significativi per garantire elevate attendibilità delle simulazioni effettuate. In fase di taratura viene effettuata un'analisi di sensitività alla variazione dei singoli parametri andando a confrontare i risultati, di volta in volta, con i dati derivanti dall'analisi sperimentale e optando per la simulazione che minimizza gli scarti tra i campi di moto dedotti secondo i due diversi approcci. Si pone particolare attenzione ai fenomeni di ricircolazione che si creano all'interno del dominio di calcolo ed ai fenomeni di rip- currents che si instaurano. A conferma della capacità di riproduzione dei fenomeni idrodinamici instaurantisi, si mettono in relazione le altezze d'onda significativa ed il valore di wave set- up riscontrati con i due diversi approcci, andando a verificare una buona corrispondenza del modello matematico ai dati sperimentali. Una volta validato tale strumento, si utilizza quest'ultimo per determinare il trasporto solido calcolato secondo la formulazione proposta da Bijker, che tiene in conto sia il trasporto solido in sospensione che il trasporto solido al fondo. I risultati ottenuti dalla modellazione del campo di moto, sia su larga scala che in particolare all'interno delle celle, sono congruenti a quanto evidenziato durante la fase di modellistica fisica tridimensionale. Il trasporto solido calcolato fornisce un dimensionamento di massima di quanto materiale si allontana dal litorale una volta uscito dalla zona protetta vicino a riva e trasportato principalmente verso Sud e verso acque più profonde. T al e modellazione sottolinea l'instabilità del litorale esaminato, denotando un evidente carattere erosivo. In ultimo viene analizzato un possibile intervento atto a mitigare il trasporto solido, consentendo una maggiore stabilità del profilo della spiaggia e, quindi, una durata superiore. Si evidenzia come il modello numerico riproduca con buona approssimazione i dati ottenuti dai campionamenti in laboratorio e come, viste le limitazioni fisiche e teoriche insite in entrambi gli approcci, l'accoppiamento di tali modellazioni per la definizione delle criticità erosive sia, al giorno d'oggi, uno dei metodi più affidabili. Il modello teorico costruito, una volta individuato il set di parametri che meglio risponde a quanto evidenziato in fase sperimentale, consente di sopperire alle carenze evidenziate per la modellistica fisica in termini di economicità e snellezza essendo, allo stesso tempo, strettamente legato ad esso e divenendo un utile supporto alla progettazione in ambito costiero.
XIX Ciclo
1977
Versione digitalizzata della tesi di dottorato cartacea.

La prospezione archeologica e lo scavo di un'antica città è un’operazione delicata, lenta e perciò costosa. Spesso, e soprattutto nell'area mediterranea, le città venivano costruite nei pressi della costa per permettere lo svolgimento di attività commerciali lungo le vie di trasporto più comode per le epoche passate. Successivi movimenti relativi tra la terraferma e il mare, in scenario con una sedimentazione accentuata dall'azione dei venti e del mare stesso, hanno portato al ricoprimento di queste città e quasi regolarmente dei loro sistemi portuali. La prospezione archeologica in questi siti è spesso complicata dalla difficile "lettura" della parte a mare e perciò dei rapporti tra strutture su terraferma e strutture a mare. Nasce quindi come importante necessità quella di una prospezione complessiva del sito, che è ovviamente molto costosa e lenta e perciò poco fruibile se non in tempi molto lunghi. Questi siti sono difficilmente valorizzabili. Una prospezione preliminare attuata con metodologie innovative di tipo non distruttivo, può consentire in tempi brevi una visualizzazione complessiva del sito e ad ottimizzare i costi dell'intervento diretto, proponendolo solo su aree di interesse. Quasi tutti i siti di interesse archeologico fino ad oggi sono stati poco studiati con metodi di tipo indiretto a causa dell’impossibilità di operare in acque basse, in quanto le aree di interesse sono quasi sempre all’interno di lagune chiuse con fondali che sono molto spesso al disotto di un metro di profondità. Il presente lavoro di tesi è stato svolto in concomitanza ad un progetto firb che individuava al suo interno alcune aree di interesse archeologico con caratteristiche che rispecchiano quanto esposto poc’anzi. Tale progetto aveva lo scopo di provare vari metodi geofisici per verificarne l’applicabilità in condizioni così estreme e di verificare sui siti indagati l’eventuale esistenza di reperti archeologici sepolti. Per quanto riguarda le strumentazioni utilizzate si è testato l’utilizzo di un ecoscandaglio ad altissima risoluzione (multi beam Reason 8125), un profilatore sismico a riflessione o sub bottom profiler (Innomar Ses 2000 Compact) e di un georesistivimetro equipaggiato con elettrodi galleggianti per rilievi in acqua (Iris Syscal Pro), che verranno descritti nei capitoli successivi. Analizzando in dettaglio la struttura del presente lavoro di tesi, i capitoli sono di seguito descritti. Nel secondo capitolo sono stati trattati i metodi geofisici tradizionalmente utilizzati per la ricerca archeologica a terra, nel terzo capitolo sono stati descritti i metodi indiretti utilizzati in mare per la prospezione archeologica, mentre nel quarto capitolo si spiega come si è tentato di coniugare diversi metodi: di mare e di terra ed applicarli in zone di fondali bassi, difficilmente rilevabili con imbarcazioni convenzionali. Nel quinto capitolo si affronta in particolare il progetto e la costruzione di un prototipo sperimentale di imbarcazione adatto ai rilievi in acque basse. Nel capitolo sesto invece si entrerà in dettaglio dei vari metodi utilizzati nelle campagne di rilievo eseguite. Infine nel settimo capitolo verranno presentati i risultati dei rilievi e nell’ottavo capitolo le conclusioni del presente lavoro di tesi.