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Wave induced action on venice gates foundation structures
No full textA system of mobile gates has been designed to protect Venice from flooding. Their foundations are made of massive concrete structures and will hold three gates each. The phasing of the construction work requires the analysis of the dynamic forces acting on the caissons due to wave propagation along the channels connecting the Venice Lagoon to the Adriatic Sea. In the first phase of the work the caissons will be sunk to the bottom of an excavated ditch where a system of pedestals will be used to correctly position them and hold until a concrete mix will fill the gaps between the structure walls and the ditch boundaries. During this phase upon an occurrence af a storm a wave oscillatory induced oscillatory flow will occur in the gaps. Here we propose an analytical model to evaluate the dynamic actions due to wave propagation. Firstly the unit response spectra for horizontal and vertical forces are presented, then linear system theory is employed to evaluate the dynamic actions due to an irregular wave train propagating along the canals
Effetto di macroscabrezze isolate sul deflusso di correnti supercritiche
No full textLa posa in opera di elementi naturali di grande dimensione (macroscabrezza) è stata riconosciuta come un intervento eco-sostenibile per la stabilizzazione degli alvei fluviali nel tratto montano. La presente memoria illustra un modello teorico semplificato in grado di modellare l’effetto delle macroscabrezze sulla resistenza idraulica di flussi mododimensionali gradualmente variati. Viene proposta una formulazione in termini di indice di resistenza equivalente che, basato su parametri geometrici degli elementi posizionati nell’alveo e della loro disposizione, può essere utilizzato per il predimensionamento idraulico dell’intervento
Sul generatore di Scott Russell
No full textIl generatore di Scott–Russell è tradizionalmente legato alla generazione di onde solitarie in un canale sperimentale. In una più ampia accezione può rappresentare l’ampia classe di onde transitorie lineari e non che si possono generare con lo stesso apparato sperimentale, caduta verticale di un corpo di forma regolare con porosità nulla. Viene illustrata una estensione della teoria lineare del transitorio che segue la perturbazione generata dal corpo di Scott–Russell in un dominio bidimensionale. L’applicazione della doppia trasformata di Laplace–Fourier delle equazioni che governano il moto fornisce una soluzione analitica che descrive l’andamento della superficie libera. L’azione del corpo sul fluido viene modellata come un impulso istantaneo impresso alla superficie libera al momento dell’impatto e come un campo di velocità orizzontale generato dal corpo in caduta durante il suo moto subacqueo. I risultati della teoria sono confrontati con i dati acquisiti nell’ambito di un’intensa attività sperimentale, mostrando come la modellazione più esaustiva della dinamica locale intorno al corpo, cioè l’inclusione dei contributi sia di impulso che di velocità, permette una riproduzione molto soddisfacente del fronte delle onde transitorie generate sulla superficie libera (leading wave)
Risalita di onde impulsive su piani inclinati
No full textLa stima della risalita (runup) di un fronte d’onda transitorio che si propaga sulla superficie libera di un corpo idrico è di fondamentale importanza per la sicurezza delle sponde dei bacini artificiali o delle aeree costiere potenzialmente interessate da tale fenomeno. Viene proposta una formula previsionale, basata su dati sperimentali originali, che fornisce la stima della risalita di onde impulsive su piani inclinati in funzione delle caratteristiche dell’onda incidente (altezza e periodo) e della configurazione geometrica (pendenza del piano inclinato e tirante idrico). E’ stato effettuato un confronto con le stime fornite da formule note in letteratura e si è trovato un buon accordo sia con quelle di origine sperimentale, sia con quelle di tipo teorico, con la differenza che quella proposta è applicabile alle diverse tipologie di perturbazioni e include, a differenza di quelle esistenti, il periodo della perturbazione tra le variabili indipendenti. Infine è stata applicata una teoria analitico–numerica non lineare allo scopo di confrontare la soluzione teorica con i risultati sperimentali
Experimental and Numerical Modeling of Runup Induced by Impulsive Waves
No full textLandslide Tsunamis have been extensively studied during the last years. However, recent events (e.g. last volcanic eruption Anak Krakatau in 2019) motivated the increase of the attention paid to this phenomenon and on its destructive effects. To protect human life, knowledge of maximum expected runup could be of great help for administrators and civil protection. This paper aims at investigating the performances of different numerical models (DualSPHysics, an OpenFOAM solver, and SWASH) to assess the landslide induced runup by comparing the numerical results to experimental findings. Results show good accuracy for all the models in reproducing wave generation, while the wave propagation features are correctly reproduced only for the biggest of the two water depths. The OpenFOAM solver and SPH show good performances in evaluating impulse wave runup compared to experimental results, while SWASH lacks in the accuracy
Physics and coastal planning strategies: two sides of the same coin
No full textEnvironmental, social, and economic sustainability are the main aspects to deal with when coastal planning strategies have to be defined. Nevertheless, the restoration and defense of coastal stretches is not a simple task to be addressed when different aims must be reached. Usually, Nature-Based Solutions (NBSs) are considered when interventions are inspired by natural processes. Herein we discuss how planning and management strategies of the coastal zone can rely on the knowledge of natural processes: a paradigm shift from Nature-Based Solutions to Nature-based Strategies for coastal planning. Morphodynamics processes in the short and long term, sediment budget, short-term hydrodynamics, and flushing efficiency of enclosed water bodies are only a few examples of physical processes that can inform planning and management strategies: littoral cells can become real administrative units that overcome the boundaries of coastal municipalities, short terms morphodynamics can guide coastal communities in optimizing the management of coastal stretches during the winter season, short term hydrodynamics can be used to optimize the stormwater outlets. This paper aims to discuss how technical standards provided by Public Authorities can be informed by the knowledge of physical processes by highlighting the twin of physics and planning strategies, two sides of the same coin. The coastal plan of the Abruzzo Region is then taken as a meaningful case study
Solitary wave loads on submerged breakwater: Laboratory tests
No full textA solitary wave almost halves its propagation speed passing over a submerged breakwater for coast defense. This is the basic assumption made by Filianoti & Piscopo (2008) for their calculation of horizontal wave loads on the breakwater. They calculated this slowing down, through a BEM model, on assuming that it has the same value both for
a periodic and a solitary wave. Once estimated the speed slowing down, it is straightforward to obtain solitary wave loads thorugh the calculation of the Froude-Krilov force.
Laboratory tests carried out on a small scale model of submerged breakwater interacting with solitary waves, permit us to experimentally reproduce the phenomenon, to check whether the speed slowing down exists, and to measure it
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