ETD

• particle image velocimetry
• vortex shedding

Diversi e diversificati sono i metodi che un ingegnere idraulico ha a disposizione per misurare la velocità di una corrente. Le tecniche tradizionali, concepite come applicazione dei principi fondamentali dell' idraulica, hanno tutte la caratteristica di restituire una misura puntuale della velocità. Da oltre vent’ anni però, queste tecniche tradizionali sono state affiancate da tecniche più moderne, designate con l’ acronimo di CIV (Cross Image Velocimetry), che permettono di effettuare misure di velocità di carattere esteso. Fra di esse, notevole interesse riveste la PIV (Particle Image Velocimetry). L’utilità di disporre di una panoramica estesa e non più puntuale di un campo di moto fluido risulta particolarmente rilevante in presenza di complessi fenomeni di vorticità.
Ed è dunque con queste premesse che nasce il presente lavoro di tesi, nel quale ci si propone di compiere una ricerca sperimentale sulle applicazioni della metodologia PIV allo studio dei fenomeni vorticosi generati dall’ interazione di una corrente liquida con un corpo solido. A tal fine, sono state condotte oltre cinquanta esperienze di laboratorio, nelle quali è stato analizzato (con la metodologia PIV) il fenomeno del distacco dei vortici da corpi solidi di varia forma immersi in una corrente liquida.
Le prove suddette hanno permesso di evidenziare quali sono le condizioni sperimentali ottimali nelle quali è possibile applicare la metodologia PIV, in relazione alle diverse variabili che influiscono sulla bontà della misura (velocità della corrente, forma e dimensioni del corpo solido, tecniche di illuminazione e di acquisizione delle immagini, caratteristiche e densità del tracciante adoperato). I limiti e dunque i possibili miglioramenti di una tale tecnica sono stati altresì evidenziati.
La campagna sperimentale è stata infine corredata da un lavoro di ricerca volto ad indagare i principi di funzionamento della PIV, oltre agli aspetti teorici connessi con il fenomeno della turbolenza e del distacco dei vortici.