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88 p rogett a re 432 SETTEMBRE 2020 S OFTWARE ha un ulteriore grado di sofisticazione rispetto al precedente. L’area rettangolare blu rappresenta il serbatoio d’acqua, la regione triango- lare rappresenta la diga e la grande regione rettangolare il suolo. Il do- minio del suolo nel modello senza massa è semplicemente questo: suolo senza massa con solo flessibilità e spostamento. Per garantire la coerenza tra i tipi di modello, la condizione al contorno di accelerazione armonica orizzontale alla base della diga (linee verdi, rosse e blu), che simula l’ecci- tazione prodotta da un terremoto, è impostata in modo che l’accelerazione alla base alla diga sia la stessa per tutti e tre i modelli. Nel terzo modello viene utilizzata la funzionalità Global Equation disponibile in Comsol, per garantire che i confini consentano il passaggio delle onde. Un aspetto chiave del modello di terreno infinito è il perfectly matched layer (PML) che circonda il suolo. I PML, potenti fun- zionalità incluse nel software Comsol Multiphysics, assorbono tutte le onde incidenti indipendentemente dall’an- golo e dalla frequenza, impedendo loro di ritornare nel dominio dopo l’in- cidenza ai confini. Questa caratteristica aiuta a includere il radiation damping e la dissipazione di energia, trattando l’assenza di confini del terreno come unmaterialeperfettamenteassorbente e creando un’oscillazione smorzata della struttura in calcestruzzo senza alcun riflesso delle onde di energia. “Comsol offre gli strumenti adatti per eseguire simulazioni multifisiche ac- curate, tra cui analisi di interazione fluido-struttura (FSI) con accoppia- mento completo tra le due fisiche e domini infiniti“, spiega Mori. Il sotto- sistema fluido viene risolto utilizzando l’equazione di Helmholtz nell’ipotesi di piccole vibrazioni e di viscosità trascurabile, il sottosistema suolo e diga viene risolto con la meccanica dei solidi e il terreno infinito viene modellato con la funzionalità PML. Ottenere risultati nel contesto La solidità del modello del terreno infinito viene valutata applicando a un monolite in calcestruzzo alto 65 m diversi scenari, con serbatoi vuoti e serbatoi pieni. Inoltre, il bacino riem- pito è simulato in due modi: con un accoppiamento completo con onde elastiche e con un modello semplifi- cato di massa aggiunta. La massa ag- giunta èunmodoper simulare l’effetto idrodinamico del bacino, noto anche comemassa virtuale.Manmano che la struttura acceleradeve anchemuovere l’acqua vicina, poiché i due non posso- no occupare contemporaneamente lo stesso spazio fisico. Questo aggiunge inerzia e aumenta essenzialmente la massa effettiva del corpo diga. I ri- sultati ottenuti da queste simulazioni sono calcolati con ciascuna tecnica (base rigida, fondazione senza massa e terreno infinito) per ogni scenario di bacino (serbatoio vuoto, massa aggiunta e interazione completa). Rispetto ai modelli di base rigida e di fondazione senza massa, la tecnica del terreno infinito (curve blu, figura 4) riduce notevolmente e addolcisce le risposte di picco in tutti e tre i casi. Questo smorzamento è dovuto, Figura 3. Geometria adottata per le tre tecniche di modellazione. In alto a sinistra terreno infinito, a destra fondazione senza massa, sotto base rigida.