The problem of fluid structure interaction in dam-reservoir systems

The purpose of this thesis is to study the problem of the fluid structure interaction in dam reservoir systems. Under dynamic actions it will be shown that the fluid doesn't simply act as an external load but it completely changes the system behavior and its response properties. The problem of fluid structure interaction is relevant for many engineering applications and over the years different solution were developed. The solutions and the problem formulation depend on the type of structure to be evaluated and on the expected behavior. The focus in this thesis is on the dam-reservoir systems which can be studied using the acoustic wave equation. The governing equations along with approximated methods are formulated and investigated through numerical applications. Several examples from literature of dams under seismic actions are solved using finite element codes that have been developed on Mathematica for the purpose of the thesis.

Lo scopo di questa tesi è di studiare il problema dell'interazione della struttura del fluido nei sistemi di dighe. Sotto le azioni dinamiche verrà mostrato che il fluido non agisce semplicemente come un carico esterno ma cambia completamente il comportamento del sistema e le sue proprietà di risposta. Il problema dell'interazione della struttura fluida è rilevante per molte applicazioni ingegneristiche e nel corso degli anni sono state sviluppate diverse soluzioni. Le soluzioni e la formulazione del problema dipendono dal tipo di struttura da valutare e dal comportamento previsto. Il focus in questa tesi è sui sistemi diga-bacino che possono essere studiati usando l'equazione delle onde acustiche. Le equazioni governanti insieme ai metodi approssimati sono formulati e studiati attraverso applicazioni numeriche. Diversi esempi della letteratura sulle dighe in azioni sismiche sono risolti usando codici di elementi finiti che sono stati sviluppati su Mathematica ai fini della tesi.