Simulazione numerica dell'evoluzione di barre alternate

In questo lavoro si illustrano i risultati di un’indagine numerica, condotta mediante l’impiego di un modello matematico bidimensionale agli elementi finiti che integra le equazioni delle onde lunghe in acque basse e quelle del trasporto solido al fondo, sugli effetti di forte non linearità presenti durante la formazione e l’evoluzione di barre alternate. L’indagine, in particolare, riguarda la stabilità di un treno di barre regolari che si sviluppa in una canaletta rettangolare quando il fondo viene perturbato mediante piccoli disturbi caratterizzati da una distribuzione spaziale casuale. I risultati delle simulazioni effettuate evidenziano che, qualora la lunghezza d’onda delle barre che si formano nella fase iniziale del processo sia inferiore ad una lunghezza caratteristica 0, il sistema risulta instabile e, attraverso una brusca transizione, si porta verso una configurazione nella quale le barre sono caratterizzate dalla lunghezza d’onda 0. Questo comportamento è confermato anche quando il disturbo iniziale è regolare. Ciò suggerisce l’esistenza di un’unica lunghezza d’onda di equilibrio (0) per prefissate condizioni idrodinamiche e sedimentologiche. Il processo che conduce alla formazione di barre caratterizzate da questa lunghezza è però complesso e si sviluppa attraverso processi di interazione fortemente non lineari, generalmente in fasi successive, caratterizzate da condizioni di equilibrio instabile.