Numerical modelling of crown walls placed on smooth dikes with SPH-based DualSPHysics model

L’esigenza di questo lavoro nasce dall'adeguamento delle strutture di difesa costiera al cambiamento climatico che comporta un aumento in numero ed intensità degli eventi meteorici e un innalzamento del livello del mare. La modellazione fisica, che permette di progettare e testare l’efficacia delle strutture già esistenti è una pratica che richiede tempo e denaro e, nella maggior parte dei casi, l’obbligo di ricorrere a rappresentazioni in scala ridotta. Per tale ragione, è molto forte lo sviluppo di modelli numerici che rispondano alle leggi della meccanica dei fluidi e che ne forniscano una soluzione affidabile come strumento di supporto alla modellazione fisica. Lo scopo di questa tesi è quello di validare, sulla base di dati sperimentali, un nuovo modello numerico che sia di supporto alla progettazione di opere di ingegneria costiera. Tale strumento, è un modello numerico basato sull’idrodinamica delle particelle costituenti la materia, fluida o solida i.e. Smoothed Particle Hydrodynamics, chiamato DualSPHysics. A differenza dei classici modelli numerici basati su un approccio di tipo euleriano, il modello SPH prescinde dall’utilizzo di mesh discretizzando il dominio in particelle sferiche che interagiscono con ogni particella vicina nel raggio di una particolare lunghezza, detta smoothed length. Attraverso un’interfaccia grafica che rende il codice DSPH utilizzabile anche dall’utente meno esperto, i.e. FreeCAD v.0.18, è stato modellato un set di casi fisicamente riprodotti presso il LIDR dell’Università di Bologna nel 2019. La struttura testata consiste in una barriera di protezione costiera dotata di muro di coronamento. Le diverse configurazioni testate sono il risultato della combinazione di diversi elementi costruttivi, come la pendenza del paramento lato mare, l’emergenza relativa della cresta della struttura rispetto all’altezza d’onda incidente, e differenti attacchi ondosi.