Validazione sperimentale dei modelli di scabrezza della vegetazione in presenza di vibrazione

In this thesis it has been evaluated the reliability of the literature equations that estimate the roughness induced by rigid vegetation has been carried out. Moreover it has been evaluated the contribution of vegetation vibrations to the roughness coefficient. The vortex induced vibration (VIV) phenomenon is responsible for vegetation vibrations and therefore, the amount of energy subtracted from the current to vibrate the bars was evaluated. Considering 6 literature methods to determine roughness vegetation, an attempt was made to show the applicability of the methodologies, using data from experiments conducted in the hydraulics laboratory Fantoli of Politecnico di Milano. Within the tests, wooden dowels were used to reproduced a scale model of the type of material found on the Piave River, a waterway that runs through the Friuli-Venezia Giulia and Veneto regions, Italy. Noting the presence of transverse vibration of the vegetation, it was studied how the effect of vortex formation around the dowels and its consequent motion could affect the energy dissipation that occurs in vegetated areas. After a structural characterization of the elements and a study of the motion of the dowel structure, it has been evaluated the energy dissipation obtained due to vibration and the corresponding increment to be added to the Manning's coefficient provided by the methods.

In questa tesi è stata valutata l'affidabilità delle equazioni di letteratura che stimano la scabrezza indotta dalla vegetazione rigida. Inoltre, è stato valutato il contributo delle vibrazioni della vegetazione al coefficiente di scabrezza. Il fenomeno delle vibrazioni indotte da vortici (VIV) è responsabile delle oscillazioni della vegetazione e quindi è stata valutata la quantità di energia sottratta alla corrente per far vibrare le barre. Considerando 6 metodi di letteratura per determinare la rugosità della vegetazione, si è cercato di dimostrare l'applicabilità delle metodologie, utilizzando i dati di esperimenti condotti nel laboratorio di idraulica Fantoli del Politecnico di Milano. Nell'ambito dei test, sono stati utilizzati tasselli di legno per riprodurre un modello in scala del tipo di materiale presente sul fiume Piave, un corso d'acqua che attraversa le regioni Friuli-Venezia Giulia e Veneto, in Italia. Notando la presenza di vibrazioni trasversali della vegetazione, è stato studiato come l'effetto della formazione di vortici attorno ai tasselli e il loro conseguente movimento possano influenzare la dissipazione di energia che si verifica nelle aree vegetate. Dopo una caratterizzazione strutturale degli elementi e uno studio del moto della struttura dei tasselli, è stata valutata la dissipazione di energia ottenuta a causa della vibrazione e il corrispondente incremento da aggiungere al coefficiente di Manning fornito dai metodi.