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Fenomeni di trasporto
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Il corso copre equazioni di conservazione per fluidi, moto in condotti, fluidi non-newtoniani, turbolenza, flussi in mezzi porosi e bifase, microcircolazione sanguigna, collasso dei vasi, fluidodinamica nei grandi vasi e vie aeree, con introduzioni alle leggi di Darcy e Forchheimer-Brinkman. Discussione su instabilità dei tubi collassabili e calcolo della spinta fluidodinamica. Conclusioni sul trasporto dei farmaci nelle vie aeree e caratteristiche delle microsistemi, con l'ipotesi del continuo e fenomeni capillari.
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- Equazioni di conservazione: introduzione alle formulazioni non conservativa e conservativa, bilancio dell'energia adimensionale, impedenza vascolare.
- Moto dei fluidi in condotti: soluzioni analitiche (Poiseuille, Womersley), equazioni a parametri concentrati, onde di pressione e velocità in condotti elastici.
- Fluidi non-newtoniani: definizione, modelli a due o tre parametri, applicazioni al sangue.
- Turbolenza: introduzione, cascata di Kolmogorov, modelli di viscosità turbolenta (Prandtl, k-ε, k-ω).
- Flussi in mezzi porosi: legge di Darcy, equazione di Forchheimer-Brinkman.
- Flussi bifase e microcircolazione sanguigna: interazione tra fasi, caratteristiche della microcircolazione, effetto Fåhraeus.
- Collasso dei condotti: instabilità, esperimenti di collasso.
- Fluidodinamica nei grandi vasi: curvatura dei vasi, biforcazioni, indici fluidodinamici.
- Fluidodinamica nelle vie aeree: caratteristiche dell'aria e del moto, trasporto dei farmaci.
- Microfluidodinamica: ipotesi del continuo, tensione superficiale, capillarità, caratteristiche fluidodinamiche dei microsistemi.
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