Avalanche-induced impact water waves

Abstract

Questa tesi propone un primo studio, mediante un modello bidimensionale semplificato, della generazione di tsunami in bacini d’acqua a causa dell’impatto di valanghe di neve. Uno studio analitico è stato effettuato mediante l’applicazione delle equazioni di bilancio ad un volume di controllo che include la zona di impatto della valanga e di formazione dell’onda. Le equazioni ottenute evidenziano quali sono i parametri fisici coinvolti nel problema. Inoltre, riscrivendo l’equazione di bilancio in termini di moto del baricentro della massa solida sommersa, si ottiene l’equazione di un oscillatore armonico. Lo studio mediate approccio grafico mostra una forma della soluzione simile al caso a coefficienti costanti, confrontabile con i dati sperimentali ed utilizzabile per la determinazione di funzioni predittive del moto della massa solida dopo l’impatto. Lo studio sperimentale è stato condotto mediante prove in canaletta variando le caratteristiche adimensionali della slavina che influenzano la formazione dell’onda e rilevando l’elevazione della superficie libera e il moto della massa solida impattata. Le caratteristiche dell’onda generata e del moto della massa impattata sono state confrontate, mediante regressioni non lineari (NLR), alle caratteristiche della slavina, arrivando a definire due coefficienti che mostrano eccellenti capacità previsionali delle caratteristiche dell’onda generata in prossimità dell’impatto. Il moto del baricentro della massa sommersa può essere efficacemente approssimato con le equazioni del moto dell’oscillatore armonico smorzato a coefficienti costanti. Mediante NLR, i coefficienti di tali equazioni sono stati scritti in termini dei coefficienti predittivi della slavina. Infine, lo studio delle caratteristiche dell’onda nello spazio suggerisce la presenza di una zona in prossimità dell’impatto in cui il comportamento dell’onda è fortemente non lineare, ma le sue caratteristiche posso essere valutate mediante le relazioni fornite