38
Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational treatment of the interactions between wind, in the atmospheric boundary layer, and the man, and his manifold activities on the surface of the earth." It addresses, in a homogeneous and interdisciplinary way, prediction and mitigation of damage caused by storms that produce, every year, numerous deaths and huge economic losses, the representation and the measurement of wind and weather events linked to this, the prediction of weather and climate, the aerodynamics of buildings and transportation, fullscale and the wind tunnel tests, the numerical simulation of the wind and its effects in regard to buildings and the environment, the static, dynamic and aeroelastic behavior of structures and their elements, the diffusion of atmospheric pollutants, the spread of fires, the transport of sand and snow, wind energy, land use planning with regard to the wind. 1. From 1976 to mid80s The interest of the Istituto di Scienza delle Costruzioni at the University of Genoa towards wind was born at the end of 1976, randomly. Giovanni Solari, a student of the Degree in Civil Engineering, had asked Alfredo Corsanego and Dino Stura a thesis on tall buildings, where to apply the principles of dynamics with particular attention to seismic engineering. Simultaneously, Italimpianti proposed to Stura to assign a thesis on windinduced vibrations on a tripod steel chimney built in Brazil. Stura then proposed to change the subject to Solari: "A chimney is not a skyscraper he said but it's still a tall structure; also, all now study the earthquake, while the wind is a phenomenon just as important as not so well known." Giving up the skyscraper was a makeshift existence. However, the study of wind seemed interesting and innovative above all. The decision was therefore in favor and the results disastrous. In short it was clear that the wind was not just not so studied: it was unknown in Genoa, and almost unknown in the rest of Italy, where the only one to have partially studied the problem was Alberto Castellani, the first Italian teacher of a course on Earthquake Engineering. As the course name was Earthquake Engineering and Special Dynamic Problems, Castellani had written a short report on the dynamic wind actions. Studying the Brazilian tripod starting from there was impossible, but that report was a useful starting point to find the first references in the literature. The horizon opened out, however, was disheartening. The Wind Engineering, so some began to call this topic, was a matter born in the ‘60s and still looking for its identity. Especially critical was the approach to the problem: the wind being a random phenomenon, the literature addressed the problem through the random dynamics, a discipline unknown in Genoa and imbued, like almost all Italian schools of that era in structural engineering, with a deterministic vision. To study the random dynamics involved in turn the study of processes and probability theory. None of these subjects were given courses in Genoa at that time. No teacher at the Istituto di Scienza delle Costruzioni had expertise in these matters. Some contacts with the professors of the Faculty of Mathematics led to the closest point to the threshold of renunciation. However, the argument continued, with the connotations of the Chinese box. Once at the inner container, probability theory, it became a race against time to study first the theory of processes, then the random dynamics, leading finally to read and understand the papers of foreign literature, up to tackle the dynamic response of structures to wind actions. Italimpianti put aside any hope of understanding the behavior of the tripod. But the argument led to a treatment of prismatic slender structures that, together with much ingenuity and inaccuracies, contained even some original findings. After much suffering, the next choice was a rare example of stubbornness: to persevere in academic life despite the prospect of an indefinite number of years of insecurity. In a climate of austerity, then began a period of fervent research and contacts. It was dedicated to generalize the methods developed in the thesis from slender structures to those threedimensional, being treated on one hand, the analytical formulation, on the other the implementation of DAWROS 1, the first computer program appeared in the literature on the dynamic alongwind response of structures of any shape, with an arbitrary number of vibration modes, and interacting dynamically with the ground.

Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

Wind Science and Engineering in Genoa 

Wind Engineering  is best defined as "the  rational  treatment of  the  interactions between wind,  in  the at‐mospheric boundary layer, and the man, and his manifold activities on the surface of the earth." It address‐es, in a homogeneous and interdisciplinary way, prediction and mitigation of damage caused by storms that produce, every year, numerous deaths and huge economic  losses,  the  representation and  the measure‐ment of wind and weather events linked to this, the prediction of weather and climate, the aerodynamics of buildings and transportation, full‐scale and the wind tunnel tests, the numerical simulation of the wind and its effects in regard to buildings and the environment, the static, dynamic and aeroelastic behavior of structures and their elements, the diffusion of atmospheric pollutants, the spread of fires, the transport of sand and snow, wind energy, land use planning with regard to the wind. 

1. From 1976 to mid‐80s 

The interest of the Istituto di Scienza delle Costruzioni at the University of Genoa towards wind was born at the end of 1976, randomly. Giovanni Solari, a student of the Degree in Civil Engineering, had asked Alfredo Corsanego and Dino Stura a thesis on tall buildings, where to apply the principles of dynamics with particu‐lar attention  to  seismic engineering. Simultaneously,  Italimpianti proposed  to Stura  to assign a  thesis on wind‐induced vibrations on a tripod steel chimney built in Brazil. Stura then proposed to change the subject to Solari: "A chimney is not a skyscraper ‐ he said ‐ but it's still a tall structure; also, all now study the earth‐quake, while the wind is a phenomenon just as important as not so well known." 

Giving up the skyscraper was a makeshift existence. However, the study of wind seemed interesting and in‐novative above all. The decision was therefore in favor and the results disastrous. In short it was clear that the wind was not  just not so studied:  it was unknown  in Genoa, and almost unknown  in the rest of  Italy, where the only one to have partially studied the problem was Alberto Castellani, the first Italian teacher of a course on Earthquake Engineering. As the course name was Earthquake Engineering and Special Dynamic Problems, Castellani had written a short report on the dynamic wind actions. Studying the Brazilian tripod starting from there was impossible, but that report was a useful starting point to find the first references in the literature. 

The horizon opened out, however, was disheartening. The Wind Engineering,  so  some began  to call  this topic, was a matter born in the ‘60s and still looking for its identity. Especially critical was the approach to the problem:  the wind being a  random phenomenon,  the  literature addressed  the problem  through  the random dynamics, a discipline unknown in Genoa and imbued, like almost all Italian schools of that era in structural engineering, with a deterministic vision. To study the random dynamics involved in turn the study of processes and probability theory. None of these subjects were given courses  in Genoa at that time. No teacher at the Istituto di Scienza delle Costruzioni had expertise  in these matters. Some contacts with the professors of the Faculty of Mathematics led to the closest point to the threshold of renunciation. 

However, the argument continued, with the connotations of the Chinese box. Once at the inner container, probability theory,  it became a race against time to study first the theory of processes, then the random dynamics, leading finally to read and understand the papers of foreign literature, up to tackle the dynamic response of structures  to wind actions.  Italimpianti put aside any hope of understanding  the behavior of the tripod. But the argument  led to a treatment of prismatic slender structures that, together with much ingenuity and inaccuracies, contained even some original findings. 

After much suffering,  the next choice was a rare example of stubbornness:  to persevere  in academic  life despite the prospect of an indefinite number of years of insecurity. In a climate of austerity, then began a period of fervent research and contacts. It was dedicated to generalize the methods developed in the thesis from slender structures to those three‐dimensional, being treated on one hand, the analytical formulation, 

on the other the implementation of DAWROS 1, the first computer program appeared in the literature on the dynamic alongwind response of structures of any shape, with an arbitrary number of vibration modes, and interacting dynamically with the ground. 

Page 2: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

2

Thanks to this research and the contacts established during the first international conferences on Wind En‐gineering,  some  inconsistencies  rooted  in  the  literature were  highlighted  and  corrected. Above  all  took shape a research that  led,  in the early  '80s, to the first closed form solution of the alongwind response of 

structures 2, 3. This result, developed with reference to three structural models called point‐like, vertical and horizontal (Figure 1), is quoted in almost all papers that appeared later on the subject, and is reported also in the early texts of Wind Engineering, published in ‘80s, as the calculation method simplest and most accurate, particularly suitable for use as a base for standards and design rules. 

 

Figure 1. Point‐like, vertical and horizontal models. 

At the same time, took the field the use of methods developed in research as a tool for calculating the real structures and, on the same plane, the calculation of real structures as a source of inspiration for research adhering  to  engineering  problems.  Belonging  to  this  study  cover  the  Carlini  stadium  (Figure  2),  Corte Lambruschini (Figure 3) and the Tower of San Benigno, three activities that lay the foundations for a solid relationship between Genoa and the Wind Engineering. 

       

Figure 2. Carlini Stadium, Genoa: (a) wind tunnel model; (b) first vibration mode. 

      

Figure 3. Corte Lambruschini, Genoa: (a) photograph, (b) wind tunnel model. 

Page 3: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

3

2. Since the mid‐‘80s early ‘90s 

Between the mid‐'80s and early '90s, interest in the field of wind grows: they embrace the relationship with the codification sector, the probabilistic study of the wind, new developments on the alongwind, crosswind and torsional response of structures, stronger links with applications to real work. 

The codification activity was born in 1984 when Giulio Ballio invites Giovanni Solari to be part of a Working Group of the National Research Council (CNR), responsible for drafting new instructions on wind actions on structures, asking him to deal with the chapter on the actions of wind. Solari hoses into the 10012/85 CNR Recommendations the state of the art in the matter and his closed form solution of the gust factor. Shortly after he becomes a member of the Project Team appointed to draft the Eurocode on wind actions, with an invitation to fill the gap of the Italian map of extreme winds, and to devise a calculation framework, simple but rigorous, for the dynamic response. It is the beginning of intensive Italian and European exchanges that inspire new research lines. 

Research on extreme winds, carried out in collaboration with the Politecnico di Milano, is divided into three themes. The first, on the probability of occurrence of wind speed, leads to an innovative paper on the tail of 

the distribution of the maximum, and hence on the speed with high return period 4, the starting point for a number of subsequent research. The second concerns the realization of a calculation program, WCLIM, which performs  the probabilistic analysis of  the wind data  (Figure 4). The  third applies  the results of  the previous two  lines of research coming to the  issue,  in 1991, of the first map of the  Italian extreme winds 

(Figure 5) 5, 6, refined subsequently 7, it is still used by Italian standards and the Eurocode. 

     

Figure 4. Polar (a) and maximum (b) distribution of the mean wind velocity at the Genoa Cristoforo Colom‐bo Airport. 

Page 4: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

4

     

Figure 5. Map of the Italian extreme winds: (a) zoning, (b) categories. 

The research on the alongwind response is based on the desire to obtain an advanced closed form solution, addressed not only to analytical developments, but that could interpret the physical phenomenon of wind gusts. This aim, first supported by funding received from CNR and the Ministry of Public Education, leads to 

the equivalent spectrum 8, a technique in which the actual wind speed, a random function of space and time,  is modeled as  the product of a deterministic  function of space by a random  function of  time; such random function is chosen with the aim of minimizing the error made by evaluating the dynamic response of usual structures, which  is dominated by the first vibration mode (Figure 6). From that comes the wind 

response spectrum 9, a technique to unify wind and seismic analysis, and a substantial evolution of the 

previous closed form solution 10, 11. It blends into a unitary treatment of the maximum speed, the actual pressure, the resultant force and the response: in some cases it leads to original solutions, while in others classical solutions arise as special cases. This model was first  implemented  in the Eurocode,  later adopted 

by American Standards on the wind actions on structures 12. 

      

Figure 6. Equivalent spectrum  technique: harmonic content of  the actual and equivalent wind speed  (a); time histories of the actual (b) and equivalent wind speed (c). 

Extending the analysis of the alongwind response, caused by the mean velocity and the longitudinal turbu‐lence, to the crosswind and torsional response, caused by the  lateral turbulence and the wake excitation, 

leads to one of the first mathematical models of the 3‐D wind‐excited response of buildings (Figure 7) 13. Calibrated first on the results of several wind tunnel tests carried out in America, then generalized to struc‐

Page 5: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

5

tures of any shape, it is also implemented in the calculation program WL3D 14, a new tool which becomes a little at a time essential for the activity of the Genoese group. 

    

Figure 7. Crosswind (a) and torsional (b) wind actions on buildings. 

The research results are used for applications increasingly significant and numerous, which give rise to new research addresses. The relationship with the city of Genoa  is reinforced by the study of the wind actions on the container cranes of Calata Sanità (Figure 8), the Grande Bigo (Figure 9) and the decorative light poles in Corso Italia; in all these cases, besides analytical and numerical studies, full‐scale experiments are carried out. 

 

Figure 8. Container cranes of Calata Sanità, Genoa: (a) photograph, (b) full‐scale measurements. 

Page 6: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

6

 

Figure 9. Grande Bigo, Genoa: (a) photograph, (b) full‐scale measurements. 

Moreover, favored by the strengthening of the  Italian telecommunications network, the dynamic analysis 

of the wind‐excited response of the towers of Rozzano (Milan) (Figure 10) 15, San Michele Extra (Verona) and Cologno Monzese are  carried out. However, especially  the  studies of  the design wind  speed on  the 

Messina Strait Bridge 16, of the oscillations of the Park Tower in Milan 17, 18, and of the wind risk of the Leaning Tower of Pisa   19   give  fame  to  the Genoese  research. The study of  the Messina Strait Bridge, 

made possible by the probabilistic modeling of the wind speed with high‐return period 4, gives rise to the first  collaboration with Corrado Ratto and his  research group at  the Department of Physics  (DIFI) of  the University of Genoa, in the field of the numerical modeling of the wind (Figure 11). The numerical and the experimental analyses of the Park Tower  (Figure 12) allow the  first relevant applications and tests of the 

models for calculating the 3‐D wind‐excited response 13, 14. The Leaning Tower of Pisa (Figure 13) is an ideal benchmark to formulate a new model for the aerodynamic identification of structures 20. 

          

Figure 10. Tower of Rozzano: (a): photograph, (b) wind tunnel model (c) vibration modes. 

Page 7: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

7

    

Figure 11. Design wind speed on the Messina Strait Bridge:  (a) model of the bridge,  (b) simulation of the mean wind speed. 

       

Figure 12. Park Tower in Milan in 1933 (a) and 1992 (b); measurement of the top acceleration (c). 

    

Figure 13. Tower of Pisa: (a) model, (b) wind tunnel tests. 

Page 8: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

8

3. From the beginning to the end of the ‘90s 

Between the beginning and the end of the '90s, Giuseppe Piccardo and Luisa Carlotta Pagnini join Giovanni Solari  in the study of the wind, creating the nucleus of a research group straining to expand  its  interests. Such  interests, concerning  the dynamic and aeroelastic response of  the slender elements and structures, the instability and bifurcation of the dynamic equilibrium, the propagation of uncertainties and the safety, give rise to several research contracts that, on the one hand, provide a robust support to the relationships between basic and applied research, on the other, enhance cooperation with DIFI on wind modeling. Genoa also assumes a  leading role  in the management of  institutional activities taking place both nationally and internationally on the issue of Wind Engineering. 

The  research on  the 3‐D actions and  response of  slender elements and  structures gives  rise  to a unified 

mathematical model, including fluid‐structure interaction 19, 2 . It also leads to a novel method, based on 

the use of Laplace transforms and state space 19, to evaluate the critical speeds of  incipient aeroelastic instability. The classic conditions for galloping, divergence and flutter are obtained as special cases. Above all this creates the bases for developing two new research lines aiming to become leading Genoese issues. 

The first research line concerns the response of the slender elements and structures, and the extension of the classical gust factor technique, by  its nature  limited to the alongwind direction, to the crosswind and 

the torsional motion. Thanks to the generalized gust factor technique 21, 22, the equivalent static actions in  the  three generalized directions are assigned as  the product of  the mean static alongwind  force by as many dimensionless parameters, the alongwind, crosswind and torsional gust factors, expressed  in closed form. The previous solutions, limited to the alongwind response, are found in the form of special cases and further improved (Figure 14). 

       

Figure 14. Generalized gust factor technique: (a) structural model; (b) scheme of actions and response; (c) comparison between the theoretical and experimental analysis of a chimney. 

The closed‐form solutions allow to easily tackle advanced topics such as the propagation of uncertainty and reliability. Developing the analytical solutions  in Taylor series  leads to derive expressions of the statistical moments of the response that take account of the uncertainties in model parameters and errors, providing 

information on the robustness of the solution 25, 26. This is a preparatory step towards the study of the wind risk, a new research line that produces a series of papers on the safety of structures in relation to the ultimate limit states and, most importantly, to the serviceability limit states related to the physiological tol‐erability of motion. They shed light on the role of the uncertainties inherent damping and even more of the 

distribution of the extreme wind speed 27‐29. 

In parallel Giuseppe Piccardo opens a second line of research in collaboration with Angelo Luongo. By com‐bining the expertise of the University of L'Aquila on nonlinear dynamics and perturbation methods with the Genoese knowledge on the dynamic and aeroelastic response of slender elements and structures, a broad program of  studies arises on  the nonlinear behavior of  iced  cables, one of  the most  classical  themes  in Wind Engineering. Applying the method of the multiple scales and integrating the Lagrangian equations of motion, first the critical conditions of galloping are analyzed taking into account two translational degrees of freedom (Figure 15), then the role of the torque and of the mean wind force  is  investigated; the post‐

critical conditions of galloping are also studied 30 ,31 . 

Page 9: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

9

a1

a2

B

=0.1V=12.3 m/s

(a)

0 4E-4 8E-4 1.2E-30

2E-4

4E-4

6E-4

8E-4

D

Initial conditions:a1=1.2 E-03a2=0.8 E-03

q2

q1

(b)

-1.4E-3 -7E-4 0 7E-4 1.4E-3-1.4E-3

-7E-4

0

7E-4

1.4E-3

Stable orbit

Figure 15. Post‐critical behavior of iced cables: (a) curve of the phases, (b) transient motion. 

Around the collaboration between Genoa and L'Aquila,  it also strengthens scientific relationship with the Politecnico di Milano, the University of Rome La Sapienza and the University of Messina. Centered on the general problems of dynamics,  it  leads  to one of  four projects of national  Italian  interest co‐financed by MURST (Ministry of University and Scientific and Technological Research) in the structural field, in the first year of this new  initiative. Through continuous developments, the project and the research team are still operating, and  indeed they are one of the rare examples of activities supported by the Ministry, without interruption, for over a decade. 

At the same time, Italy is pervaded by a profound crisis in the construction of major civil works. It reflects on the activity of the research team, depriving it of one of its peculiarities: the wind‐excited analysis of the large structures. Conversely,  it develops a new activity concerning research contracts  in the broad field of constructions and in the subject of climatology. 

The contract with the Italian manufacturers of lighting poles and monotubolar towers, born from the need to understand the behavior of a structural type as widespread as delicate, and to unify national production around a shared method of calculation,  is a unique opportunity to  implement, develop and test many of the methods developed by the research team. It also leads to a campaign of full‐scale measurements of the 

damping 32 (Figure 16), to a new model of the dynamic response of slender structures with concentrated 

masses  33, and  to a unified  calculation procedure applied on a national  scale by  the designers of  this structural type 34. 

  

log-

decr

emen

t(%

)

displacement (m)

disp

lace

men

t(m

)

channel 1

time (s)

log-

decr

emen

t(%

)

displacement (m)

disp

lace

men

t(m

)

channel 1

time (s)

 

Figure 16. GEO Tower: (a) full‐scale measurements; (b) analysis of the damping. 

Page 10: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

10

On the basis of this activities and of the research on the physiological tolerability to motion, a new research collaboration also starts with Yukio Tamura, leading Luisa Carlotta Pagnini to spend a period of study at the Tokyo Polytechnic University. This period, funded by the Italian C.N.R. (National Research Council) and the J.S.P.S. (Japan Society for Promotion of Science), is devoted to a technique in that epoch innovative: the use 

of GPS as a tool for the distributed monitoring of tall buildings in urban areas (Figure 17) 35.  

    

Figure 17. Monitoring of a steel lattice tower using GPS, Japan. 

The  research on  climatology,  linked  to  studies on  the probability of wind occurrence  36, 37, develops since 1995  around  several  contracts  aimed  at  realizing  the Meteo‐Hydrological Center of  Liguria Region 

(CMIRL) (Figure 18) 38. This project involves, in addition to Civil Protection, DIFI for weather forecasting, the  Interdepartmental Centre for Environmental Monitoring (CIMA) for hydrological problems, and DISEG for climatological studies.  In this way, an  interdisciplinary collaboration arises  in which scientific research and service activities for community intersect, creating a structure among the most modern and efficient at the national and  international  level. When  in 2001, exhausted  its experimental period, CMIRL  is absorbed by the Regional Agency for the Liguria Environmental Protection (ARPAL), with the hiring of 17 permanent people who grew up in the University of Genoa, the research unit in Wind Engineering has definitely gained new skills and developed a strong partnership with DIFI. The realization of the wind map of Liguria Region 

(Figure 19) 39 and the feasibility study of a wind farm on the breakwater of Genoa (Figure 20) fall within that context. 

METEOSAT dataHydrological elaborations

Statistical elaborationsValidation of meteorological data

Meteorological forecastMeteorological attention Validation of meteorological data

Statistical elaborations

Meteorological forecast

Statistical elaborationsValidation of meteorological data

Hydrological elaborationsHydrological attention

Meteorologicalsection, Genoa

Hydrologicalsection, Savona

Climatologicalsection, Genoa

Meteorological forecastMeteorological attention Hydrological elaborations

Civil Protection ServiceLiguria Region

 

Figure 18. Organizational and functional diagram of CMIRL. 

Page 11: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

11

1380000 1400000 1420000 1440000 1460000 1480000 1500000 1520000 1540000 1560000 1580000(m)

4860000

4880000

4900000

4920000

4940000

(m)

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 (m/s)    (m/s)

1380000 1400000 1420000 1440000 1460000 1480000 1500000 1520000 1540000 1560000 1580000(m)

4860000

4880000

4900000

4920000

4940000

(m)

10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50  

Figure 19. Map of the mean wind velocity in Liguria at 10 m height above ground: (a) mean value, (b) value with 50‐year return period. 

    

Figure 20. Genoa breakwater: (a) best sites to install wind turbines; (b) wind measurements. 

The role of Genoa in the management of research and education in Engineering Wind increases since 1995, when Giovanni Solari is elected as the coordinator of the European and African Region of the International Association  for Wind Engineering  (IAWE).  In this role,  in 1997, he presides the 2nd European and African 

Conference on Wind Engineering (2 EACWE) 40 and, along with Corrado Ratto, the Satellite Workshop on 

Wind Energy and Landscape (WEL) 41 (Figure 21), both held in Genoa. With about 400 participants from all over the world and many civic events centered on the wind, Genoa is mobilized around these initiatives further reinforcing its ties with Wind Engineering (Figure 21). Several national and regional institutions also help to open the conference, for the first time, to numerous Eastern European delegates, giving rise to a turning point in European scientific cooperation. 

 

Figure 21. (a) 2 EACWE, Genoa, 1997; (b) WEL, Genoa, 1997. 

Page 12: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

12

    

Figure 22. Some titles of articles in the print media for 2 EACWE, Genoa, 1997. 

In 1998 Solari becomes a Co‐Editor‐in‐Chief of Wind & Structures  (Figure 23)  42 and  in  this  role he co‐chairs  some  international  conferences  focused on  this  journal  (Figure 24)  43, 44.  In 1999 he  is elected President of the Italian National Association for Wind Engineering (ANIV) and Chairman of the Committee to  provide  a  renewed  organizational  structure  to  IAWE,  an  association  rapidly  growing.  In  2000,  with Giuseppe Piccardo and Luisa Carlotta Pagnini, Solari organizes and chairs  the 6th National Conference of 

Wind  Engineering  45  and,  above  all,  the  first  International  Advanced  School  on  Wind‐Excited  and Aeroelastic Vibrations of  Structures  (Figure  25),  funded by  European Community;  still  an  inspiration  for many other schools traveling throughout the world,  it brings  in Genoa, as  lecturers, the most outstanding scientific personalities, as students, graduate students, professors and researchers from every continent. In the same year, Genoa is home to the first academic Italian course in Wind Engineering. 

 

Figure 23. Wind & Structures, an International Journal, Techno Press, Seoul, Korea. 

    

Figure 24. Wind & Structures International Symposia. 

 

Page 13: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

13

 

Figure 25. International Advanced School on Wind‐Excited and Aeroelastic Vibrations of Structures, Genoa. 

4. The first decade of the third millennium 

Since early 2000, the research group  in Wind Engineering  is enriched with new members, Luigi Carassale, Maria Pia Repetto, Federica Tubino and Andrea Freda, with the contribution of various Italian and foreign students who spend periods of study in Genoa, and with scientific collaborations ever closer with national and international centers. On the one hand, the study of the dynamic and aeroelastic response of slender elements and structures continues. On the other hand, new lines of research open up, related to the Proper Orthogonal Decomposition (POD), the non‐linear and non‐Gaussian analysis by Volterra series, the damage caused by fatigue, the representation and simulation of turbulence using spectral models, the response of long  span bridges,  the aerodynamics of bluff‐bodies,  the multi‐scale modeling of wind  fields, monitoring and structural identification. It expands also the activities relating to the contracts. The public works restart and return to be focal the analyses of the dynamic response of large structures. The commitment in codes restarts and grows the involvement in the management of research and education on the wind. There is a new laboratory for dynamic tests on real structures and starts the construction of a modern wind tunnel. 

The study of the slender elements and structures reflects the addresses of international research, oriented to develop models tailored to the different effects induced by the wind. The research unit thus return to its treatment of the generalized gust factor and a novel technique is developed by which the equivalent static actions that cause  individual effects are given by the product of the mean alongwind force by dimension‐

less parameters, the gust effect factors 46, expressed in closed form. The previous solutions are found as particular cases and further refined. A new classification criterion is formulated, based on the response of 

different construction types 47. A class of equivalent static actions  is  introduced, among which the first 

model that reproduces, with a single load distribution, the full pattern of the loading effects 48. 

The study of nonlinear dynamic behavior of  iced cables develops previous research 49 and gives rise to two new  lines, again  in collaboration with the University of L'Aquila. The first concerns the formulation of an innovative mechanical model of the cable; combined with a simplified model of the aerodynamic forces, 

it allows to  investigate the role of twist on galloping 50. The second addresses the  issue of multi‐modal galloping, investigating the influence of higher modes on the critical and non‐linear oscillations (Figure 26) 

51, 52, 53. 

Page 14: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

14

tr

Ca

detCa

c22

0cr<DH

0cr>DH

(a) (a)

(c)

(c) (d)

(d)

STABLE (b) (b)

(a)

detCa0

0cr

DH

(a)-(a)

(b)-(b)

0cr

detCa

DH

0

(c)-(c)

0cr

trCa

DH

0c22

(d)-(d) 0

cr

trCa

DH

0 c22

(b)  

Figure 26. Analysis of the critical galloping speed in the non‐linear field. 

The research on POD stems from the study of the similarities of its applications in aerodynamics, where it is used from the ‘70s as a proper covariance transformation, and in Monte Carlo simulation of random fields, where is used as a proper spectral transformation from the ‘80s. 

On the one hand, POD is revalued by defining the prerogatives of its use in discrete and continuous form as 

well as  in time and frequency, as a proper covariance and spectral transformation 54.  Its properties are detailed  in  the Monte Carlo  simulation, by  setting up  a  system of  filters  that  reproduce  the  correlation 

structure of the random field 55. The proper covariance and spectral transformations are framed  in the series expansions of Karunhen and Loeve, giving unity to the representation mono / multi‐variate processes 

with finite / infinite energy 56, 57. 

On the other hand, the Double Modal Transformation (DMT) is developed, a method based on the expan‐

sion of the response by modal analysis, and of the loading through POD 54,58 . Using DMT, the response is expressed as a double series of the structural and loading modes, weighed by means of principal coordi‐nates of the structure (SPC) and the loading (LPC). In principle, each SPC is excited by each LPC. In fact, due to the modal truncation and quasi‐orthogonality of the structural and  loading modes, only a few SPC are excited by a few LPC (Figure 27). This technique has already had a wide dissemination. 

 

Figure 27. Structural and spectral loading modes. 

Meanwhile, during his doctoral thesis, carried out by spending a  long period of study at the University of Notre Dame in Indiana, led by Ahsan Kareem, Luigi Carassale opens a new branch devoted to the analysis of the non‐linear and non‐Gaussian random response of structures using the Volterra series. The POD of the loading allows one to extend the formulation from single to multi‐degrees of freedom systems (Figure 28) 

59, 60. The  joint use of the calculation techniques developed by Piccardo  in the nonlinear deterministic field and by Carassale  in  the  random  field, offers new perspectives  for a broader vision of  two  subjects 

strictly separated in the literature 61, 62. 

Page 15: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

15

 

Figure 28. Volterra series expansion: (a) battery of filters, (b) power spectrum of the output process. 

Stimulated by  the growth of damage and collapses due  to wind‐induced  fatigue and by  the  lack of engi‐neering calculation methods, research on this topic arises during the PhD thesis of Maria Pia Repetto. First, 

the  fatigue  is studied using  the hypothesis  that  the stress process  is narrow band  63‐65. Subsequently, taken note of caution excess due to this hypothesis, it is developed a bi‐modal model of the spectral con‐

tent of  the  stress  66; parallel,  two  simple models are  formulated,  indicated with  the acronym PC, and 

PVC, which provide an upper and lower bound of the damage 67 (Figure 29). Finally, removing the classic hypothesis of neutral stratification of the atmosphere, the formulation is extended to the stable and unsta‐

ble regimes 68. Overall, the treatment gives rise to the first complete model for the calculation of the fa‐tigue induced by the wind on the structures. On the one hand, the model is checked against a large collec‐

tion of damaged and collapsed structures (Figure 30) 69. On the other, until it is developed to formulate 

the first closed form solution of the alongwind induced fatigue 70, 71. 

0

0.001

0.002

PCijd

refU m/s

0

0.001

0.002

j[Mpa] refU m/s

PVCijd

0

0.001

0.002

j[Mpa] refU m/s

ijd

0

0.001

0.002

PCijd

refU m/s

0

0.001

0.002

PCijd

refU m/s

0

0.001

0.002

PCijd

refU m/s

0

0.001

0.002

j[Mpa] refU m/s

PVCijd

0

0.001

0.002

j[Mpa] refU m/s

PVCijd

0

0.001

0.002

j[Mpa] refU m/s

PVCijd

0

0.001

0.002

j[Mpa] refU m/s

ijd

0

0.001

0.002

j[Mpa] refU m/s

ijd

0

0.001

0.002

j[Mpa] refU m/s

ijd

 

Figure 29. Histograms of fatigue damage: (a) PC method, (b) bi‐modal method, (c) PVC method. 

 

Figure 30. Real and simulated damage due to the fatigue induced by the wind. 

Page 16: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

16

The doctoral thesis of Federica Tubino  is the starting point for two lines of analysis also stimulated by the activities carried out for the bridge over the Strait of Messina: the representation of turbulence, a theme already present  in many previous  studies, and  the aerodynamic behavior and aeroelasticity of  long  span bridges. Both draw inspiration from the remarkable research on the POD. 

The study of the representation of the turbulence stems from the formulation of the first comprehensive 

model of the uncertainties of the parameters 72, also  incorporated  in Eurocode 1. Using this model and the results of the research on POD, the turbulence is schematized by two systems of principal coordinates 

derived by applying the proper covariance and spectral transformations 73. The turbulence modes are ob‐

tained in closed form 74, giving rise to enormous advantages in the numerical Monte Carlo simulation of the  turbulence  fields. The correlation between different components of  turbulence, usually neglected,  is 

recovered through a double POD series expansion 75. 

The study of the aerodynamic and aeroelastic behavior of long span bridges combines the 3‐D models de‐

veloped by the research group 21, 22 with the POD representations of the turbulence. New relationships are developed between the aerodynamic admittance functions and the flutter derivatives 76. Above all it is introduced a totally innovative concept, still liable of large developments: using the DMT, an effective ac‐tion is defined as the joint composition of the load by means of the only POD modes of which the structure 

is affected (Figure 31, 32) 77, 78. Because typically the effective portion of the  load  is small, the normal criteria of spatial and temporal discretization are often disproportionate to the actual needs. This principle goes beyond the scope of the wind where it is formulated, and invests any problem of dynamic excitation, 

first of all the seismic motion 79. 

10-3

10-2

10-1

100

101

102

0

1

2

3

4

5

6

  

0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0- 2 0

- 1 5

- 1 0

- 5

0

5

1 0

1 5

2 0

0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0- 2 0

- 1 5

- 1 0

- 5

0

5

1 0

1 5

2 0

0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0- 2 0

- 1 5

- 1 0

- 5

0

5

1 0

1 5

2 0

0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0- 2 0

- 1 5

- 1 0

- 5

0

5

1 0

1 5

2 0

 

Figure 31. Effective  turbulence  for  the Messina Strait Bridge: harmonic content of  the  real and effective turbulence (a); time history of real (b) and effective turbulence (c). 

    

Figure 32. Coherence function of the real (a) and effective (b) turbulence. 

The doctoral thesis of Andrea Freda returns to the theme of the aeroelastic response of slender elements, in the light of recent evidence concerning the unstable phenomena of yawed cylinders. Applying a modified 

quasi‐steady theory, these phenomena are justified, for the first time, in analytical form (Figure 33a) 80. 

Page 17: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

17

On  the momentum of  these results, of similar studies conducted  in  Japan, and of  increasingly close rela‐tions between Genoa and the Centre Of Excellence  (COE) on Wind Effects on Buildings and Urban Areas, Tokyo Polytechnic University, of which Giovanni Solari is a member the Scientific Committee, Freda spends some periods of study  in  Japan,  funded by  JSPS and COE, during which he conducts various wind  tunnel tests on rigid and aeroelastic models of yawed cylinders (Figure 33b). 

plane

plane

2e

U

1e

3e plane

 

Figure 33. Yawed cylinders: (a) quasi‐steady theory; (b) wind tunnel tests. 

The aerodynamic study of bluff‐bodies leads to a deeply innovative search during which, starting from the usual definitions of symmetry and skew‐symmetry of the mean wind actions on a body immersed in a fluid, new conditions of statistical symmetry are  formulated about  the statistical moments and  the covariance 

eigenfunctions of the pressure field 81. This approach clarifies several doubts and  inconsistencies  in the literature of the wind tunnel tests. 

Following the path taken  in previous years, drawing on the recovery of the great works and trusting  in a larger group, growing  relationship are established with  the public and private agencies needing  to  solve problems  in which Genoa has been recognized expertise at  local, national and  international  level. On one hand, there is a proliferation of the analyses of territorial and infrastructural problems, on the other, large structures are increasingly being studied by the research group in respect with the actions of the wind. 

The distinctive feature of the contracts on territorial  issues and  infrastructures  is  increasing collaboration with the DIFI, embodied  in the creation of WIND_Lab, a  laboratory of Wind Engineering and Physics that incorporates, probably for the first time, the skill needed to cover the wind phenomenon from meteorology to  its effects on buildings, environment and territory; as part of this general view, a multi‐scale model of the wind fields in complex terrain is formulated, which combines the skill of DIFI on mass consistent models of synoptic‐scale phenomena, with those of DICAT on POD  techniques and Monte Carlo methods  for  the 

simulation of turbulence 82. 

On the basis of this collaboration, DICAT and DIFI together study the routes at the airport of Albenga, on behalf of ENAV (National Flight Assistance Agency), the definition of the design wind on the Messina Strait Bridge, and the wind hazard of many high‐speed railway lines ‐ the Roma ‐ Napoli, Napoli ‐ Salerno, Milan ‐ Bologna, Bologna ‐ Florence, Milan ‐ Novara ‐ commissioned by RFI (Italian Railway Company). These con‐tracts  are  once  again  the  starting  point  for  research  on  advanced  topics:  the  study  of  the wind  at  the 

Albenga Airport  leads to an original method to simulate nonstationary wind fields (Figure 34) 57 and an indicator to estimate hazard of flight operations 83; the Messina Straits Bridge is the testing ground for a 

new simulation algorithm (Figure 35) 84, 85 and to introduce the concept of effective turbulent 77; the analysis of  the Rome –Naples,  carried out within  the European project Aerdynamics  in Open Air  (AOA), 

leads to a general model applicable to any railway  line (Figure 36) 86, 87. During this project an original method is also formulated for the short term prediction of the wind, using a conditional probabilistic tech‐

nique (Figure 37) 88. 

 

Page 18: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

18

  

0 1000 2000 3000 4000 5000x [m]

-8

-4

0

4

8

VY [

m/s

]0 1000 2000 3000 4000 5000

x [m]

-4

-2

0

2

4

VZ [

m/s

]

(c)

(d)

 

Figure 34. Airports of Albenga: (a) mean wind velocity field, (b) non‐stationary simulation. 

    

Figure 35. Messina Strait Bridge: (a) rendering, (b) Monte Carlo simulation of the wind field. 

12

34

5

   -10

0

10

H.a

.g. [

m]

20

25

30

35

40

45

V -

MA

SSIM

I [m

/s]

10

15

20

25

30

V -

ME

DI

[m/s

]

 

Figure 36. Rome‐Naples HV / HC railway line: (a) simulation domain, (b) probabilistic analysis. 

0.51

0.10.01

0.001

0.0001

1e-006

1e-005

1

Vmax

V ,max

  

 

Figure 37. Short‐term forecast: (a) conditional probability, (b) conditional simulation. 

 

Page 19: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

19

The experience in the analysis of the behavior of structures under wind actions is enriched with increasingly diverse  test  cases. They  comprehend  the Brancusi's Endless Column, Romania's national monument and world heritage by UNESCO,  studied with  the Romanian National  Institute  for Building Research  and  the 

CRIACIV (Figure 38, 39) 89, the Enelpower thermoelectric power stations of Piacenza, Ravenna, La Spezia and Syracuse (Figure 40), covered by aerodynamic fairings to improve the visual impact, but very sensitive towards the wind, the Enelpower stacks of Ballylumford (Ireland) and Syracuse (Figure 41), making use of tuned mass dampers to counteract the vortex shedding, telecommunications towers with masking cylinders (Figure 42), the Italian Aerospace Agency's Vega launcher, sensitive to the wind before launching, the cable‐stayed footbridges in Siena Palermo (Figure 43), submitted to wind tunnel tests to optimize the shape, the skyscrapers of Isozaki, Hadid and Libeskind in the historic district of the Fair of Milan, distinguished by their tall, slender and unusual  form  for the  Italian  tradition  (Figure 44), the new pavilion at the Fair of Genoa, with a wing‐shaped overhang jutting out over the sea (Figure 45), the study of the design wind speed at the high‐speed railway station of Reggio Emilia and the Fuxas’ “Nuvola” at Eur, Rome. The pedestrian footbridges analyzed by Giuseppe Piccardo and Federica Tubino open the doors to a new line of research centered on 

the transit of pedestrians and crowds over an extremely deformable structural type 90, 91. The study of the skyscrapers at the Fair of Milan is an opportunity to carry out more general assessments that focus on 

the issues and the evolution of skyscrapers 92, 93. 

       

Figure 38. Brancusi's Endless Column, Tirgu Jiu, Romania: (a) construction, (b) recovery, (c) present state. 

    

Figure 39. Brancusi's Endless Column, Tirgu Jiu, Romania: Wind tunnel tests. 

Page 20: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

20

       

Figure 40. Wind tunnel tests on models of the Enelpower thermoelectric power stations of: (a) Piacenza, (b) Ravenna (c) La Spezia. 

    

Figure 41. Enelpower power plant of Syracuse: (a) photograph, (b) tuned mass damper. 

       

Figure 42. Telecommunication tower:  (a) antennas  in the open air,  (b) masking cylinder;  (c) porous cover cylinder. 

Page 21: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

21

    

Figure 43. Pedestrian cable‐stayed footbridge of Siena (a) and Palermo: finite element (b) and wind tunnel (c) model. 

 

Figure 44. Historic district of the Fair of Milan: Isozaki, Hadid and Libeskind towers. 

1

2 3 4

65

7 8 9 10 11

12 13

14 15 16

17

1

2 3 4

65

7 8 9 10 11

12 13

14 15 16

17

 

Figure 45. B Pavillion of the Fair of Genoa. 

After  a  period  of  stasis,  the  regulatory  efforts  re‐start. Giovanni  Solari  becomes  a member  of  the  CNR Committee on standards and coordinates the preparation of new instructions on the actions and effects of wind on structures. He becomes a member of an international committee that compiles the state of the art 

and provides guidelines on  the actions of wind  94. He assumes  the chairmanship of  the Subcommittee SC1, Actions on structures, of the Structural Engineering Commission (CIS). In 2003, the University of Genoa and Milan Polytechnic organize, with  the central  role of DISEG and DIFI,  the  first  second  level university Master in Wind Engineering (Figure 46). The more important effort, however, comes from the International Association for Wind Engineering (IAWE). In 2003, Giovanni Solari  is elected as the president, then he ap‐

Page 22: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

22

points as Secretary General Giuseppe Piccardo and settles in Genoa, the secretary of the association (Figure 47). It is the beginning of a period of great intensity, in which Genoa is the barycentre of the international 

community in Wind Engineering 95, 96. 

 

Figure 46. Secon Level University Master in Wind Engineering. 

    

Figure 47. IAWE: (a) act of foundation, (b) website. 

The dynamic  testing  is divided  into  two  strands  that  respectively deal with  full‐scale measurements and wind tunnel tests, both of which are developed with the central role of Luigi Carassale. 

Carassale creates a  laboratory with equipment  for simultaneous acquisition of signals of accelerometers, position and displacement sensors, strain gauges and anemometers; hardware and software tools are de‐veloped  for different types of dynamic tests and the  long‐term monitoring;  instrumentations  for the me‐chanical excitation of structures are also developed. Parallel the analysis of the measures strongly grows; it uses  the expertise on  the processes, and  in particular on  the POD, applying  this  technique  to an original 

identification of  structures  97. Thanks  to  these activities,  relevant developments are carried out  in  the monitoring of buildings exposed to the wind develops and, more generally, in civil and industrial construc‐tions undergoing actions and effects of anthropogenic and natural type. Among the first stands the perma‐nent monitoring of a  light pole  in Vado Ligure  (Figure 48), now a  reference point  to calibrate and verify models developed by the group. Among the latter stands out various measurement campaigns conducted in  the Middle  East,  on  behalf  of  Fisia  Italimpianti,  on  desalination  plants  in  Ras  Laffan,  Shuweihat  and Taweelah (Figure 49). 

Page 23: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

23

 

Figure 48. Light tower of Vado Ligure: (a) photograph, (b) sonic anemometer; (c) system for the transmis‐sion of data. 

    

Figure 49. Desalination plant of Shuweihat, United Arab Emirates (a) and centrifugal pump under dynamic measures (b). 

The wind  tunnel  (Figures 50, 51), which opened October 28, 2008,  is one of  the  initiatives promoted by WIND_Lab, and  represents  the  result of a  long process of planning and  construction began  in 2002 and aimed at building a modern facility for model tests. The tunnel is a closed circuit and is equipped with a test chamber 8.8 m long, 1.35 m wide 1.65 m high. Thanks to a fan and an engine with a power of 132 kW, the velocity of flow  in the test chamber reaches about 40 m/s. The tunnel has some  innovative features con‐cerning the expansive corner areas, a high coefficient of contraction combined with a treatment of the flow through networks in the stagnation chamber, and a flow of high quality, which is characterized by consider‐able homogeneity,  low  level of turbulence and high thermal stability. The test chamber has two areas of measurement. The first, at the entrance, is designed to test aerodynamic and aeroelastic sectional models in homogeneous  laminar flow or turbulent made using grids. The second,  in the end,  is aimed at civil and environmental measures carried out by simulating the atmospheric boundary layer with surface roughness 

and passive and active devices 98.  

Page 24: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

24

    

Figure 50. Wind tunnel: (a) rendering, (b) execution of building works. 

  

 

Figure 51. Wind tunnel: (a) during assembly, (b) finished plant. 

The wind tunnel  is a summary of the vision of reaching out, firstly, scientific and educational purposes  in‐spired by academic and institutional aims and, secondly, a support activity for public and private, aimed at solving problems  in a  real  industrial spirit capable of producing  funds  to  reinvest  in equipment, basic  re‐search and technological development. 

5. Recent Developments 

The most recent activities undertaken by the Research Group in Wind Engineering relate in various threads in implementation and / or programming. They have some common denominators: to establish an increas‐ingly close collaboration  in  Italy and around  the world  to  strengthen  the  leader  role of  the group  in  the wind  field;  to broaden skills  in an  interdisciplinary  form;  to acquire new quality and motivated young re‐searchers; to develop existing laboratories and implementing new, enhancing operational spectrum; to in‐crease in public and private sectors, the role of the group, now known for its ability to solve complex prob‐lems of technical and social importance; to increase the contracts and conventions to reinvest the proceeds in basic research, introduction of new young and laboratory equipment, to determine an optimal ratio be‐tween basic and applied research, and education. 

Addressing in greater detail the lines undertaken, three new fellows and research contractors, Marco Tizzi, Marina Pizzo and Patrizia De Gaetano, with specific expertise  in meteorology, atmospheric physics, envi‐ronmental science and geophysics, become part of DICAT;  integrated  into the existing group, they help to create a homogeneous research unit that aims to continue, in the same place, the activities developed by DICAT and DIFI in different locations. Parallel the strategic decision is taken to stabilize this new branch of activity by  creating  a  competition  for  a permanent  research position  in  the GEO/12  sector, Physics  and Oceanography, entirely paid on the funds of the research group. Massimiliano Burlando, the winner of this 

Page 25: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

25

competition, takes service from December 1, 2010 and is now the responsible for enhancing the modeling of the wind; he has to bring expertise in oceanography likely to develop in DICAT new lines of research on the  interaction between the wind and the waves; above all he must strengthen the energy sector, estab‐lishing strong links between the study of wind potential, the choice of turbines, and their design. 

The European Project Wind and Ports (2009‐2012)  is part of the cross‐border Cooperation Program Italy ‐ France Maritime,  carried  out  in  collaboration  between  the  Port Authority  of Genoa,  Savona,  La  Spezia, Livorno and Bastia, with the Research Group on Wind Engineering in the guise of scientific single actuator 

(Figure 52) 99, 100. The project is conducted under the supervision of Giovanni Solari, Maria Pia Repetto and Massimiliano Burlando, and with  the participation of Marco Tizzi, Marina Pizzo, Patrizia De Gaetano and Mattia Parodi. It aims to assess the hazards of port areas in relation to the wind through four lines: 1) the creation of a network of sensors for measuring wind in ports (Figure 53), 2) the statistical analysis of the wind (Figure 54), for long‐term planning, 3) the prediction of the wind in the medium term (Figure 55), for the organization of port activities, 4) the prediction of the wind  in the short term (Figure 56), for warning and safety of workers and various components of the ports. The project is achieving great success with the active involvement of all ranks in the High Tyrrhenian Sea area (admiralty, terminal operators, pilots, work‐ers, unions, ...). The results obtained are so important that the partners of this initiative are finalizing port prospects  in  a  number  of  new  European  projects  that,  starting  from  the  knowledge  of  the wind, may deepen  its consequences. Under this point of view, projects are currently underway for the safety of port structures, the interaction between wind and wave action to ensure safe operation of entry and exit of ves‐sels from the ports, the study of wind potential to make port wind farms, the dispersion of pollutants and dusts.  

LivornoLivorno

BastiaBastia

GenovaGenovaSavonaSavona

Vado LigureVado Ligure

Mar Tirreno

La SpeziaLa Spezia

LivornoLivorno

BastiaBastia

GenovaGenovaSavonaSavona

Vado LigureVado Ligure

Mar Tirreno

La SpeziaLa Spezia

 

Figure 52. Project Wind and Ports: (a) logo, (b) partners. 

 

Figure 53. (a) Location of instruments in the Port of La Spezia; (b) anemometer tower in the Port of Livorno. 

Page 26: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

26

 

Figure 54. Mean wind speed in the Port of Genoa, at 10 m height above the ground. 

 

Figure 55. Two‐day forecast of the mean wind speed in the Port of Genoa: resolution with grid step 230 m (a) and 80 (b). 

 

Figure 56. Port of La Spezia: (a) 30‐minute forecast of the mean wind speed, (b) forecast reliability index. 

The study of the wind in the Bay of Weymouth (Figure 57) in support of the Italian sail national team that has participated in the Olympic Games of London, U.K, 2012, carried out in collaboration with the Meteo‐Hydrological Centre of Liguria Region (CMIRL), the Institute of Atmospheric and Climatologic Sciences of the National Research Council  (CNR) and  the  Institute of Marine Sciences of CNR,  is an  investment aimed at opening a new collaboration channel with the Italian National Olympic Committee (CONI) concerning all the sport competitions where the wind has a dominant role. 

Page 27: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

27

 

Figure 57. Bay of Weymouth: (a) Google‐Earth view; (b) mean wind filed. 

The wind tunnel is the real challenge of the Research Group for its future. Opened October 28, 2008, 2009 was  entirely  dedicated  to  the  verification  and  calibration  of  the  facility  (Figure  58),  conducted  by  Luigi Carassale with  the collaboration of Andrea Freda. Since early 2010,  the  tunnel  is operational  (Figure 59) and, also thanks to the involvement of many PhD students – Michela Marrè Brunenghi, Federico Percivale, Stefano Sandon and Mattia Parodi ‐ is already working on several contracts from many of which derive new research lines focused on bluf‐body aerodynamics and structural aeroelasticity. Among these activities are 

worth noting the study of the wind on Erzelli Hill 101, commissioned by Genova High Tech for the installa‐tion of  the new Technology Park,  including  the Faculty of Engineering of  the University of Genoa  (Figure 60), a similar study of  the Portello Quarter  (Figure 61), the analyses of the pedestrian walkways on Viale Serra (Figure 62) and Via De Gasperi (Figure 63) in Milan, the "Table" (Figure 64) and "Sail" canopies of Piaz‐za  Portello  (Figure  65  ),  also  in  Milan,  on  behalf  of  Ipermontebello,  the  aeroelastic  analysis  of  the 

megaframes 102 (Figure 66) and of the comfort of the terraces (Figure 67) of Varesine Towers, in Milan, 

on behalf of Hines, the study of the dynamic and aeroelastic behavior of the Marchetti viaduct 103 (Figure 68), on Highway Milano ‐ Novara, on behalf of Ativa.  

 

Figure 58. Calibration tests for the wind tunnel. 

Page 28: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

28

 

Figure 59. Tests in the wind tunnel on a boat and two bridge decks side by side. 

 

Figure 60. Technology Park of Erzelli Hill, Genoa. 

    

Figure 61. Portello Quarter, Milan. 

Page 29: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

29

 

Figure 62. Pedestrian walkway on Viale Serra, Milan. 

0 100 200 300 400 500 600

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

t (s)

a (m

/s2 )

1

2

 

Figure 63. Pedestrian walkway on Via De Gasperi, Milan. 

 

Figure 64. "Table" canopy in Piazza Portello, Milan. 

Page 30: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

30

    

Figure 65. "Sail" canopy in Piazza Portello, Milan. 

 

Figure 66. Megaframe of Varesine Towers, Milan. 

    

Figure 67. Terraces of Varesine Towers, Milan.  

Page 31: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

31

    

Figure 68. Aeroelastic sectional models of the deck of the Marchetti viaduct: (a) away from the ground, (b) near the ground, developing the layer in correspondence of the ceiling of the wind tunnel. 

Also taking cue from the wind tunnel, the Research Group has gained the confidence to manage a full range of  issues concerning  the wind phenomena, with  the only shortcoming of  the use of Computational Fluid Dynamics (CFD). In light of this remarks, Luigi Carassale has opened a new line of research in CFD, with the involvement of Alessandro Bottaro, some colleagues from the University of Pisa, and a new research fellow, Joel Guerrero. In collaboration with Massimiliano Burlando it is also in progress an integrated development of meteorological models and CFD simulations, to analyze the wind field in complex terrain; using the moni‐toring network under realization in this area and ongoing wind tunnel tests, Erzelli Hill will be used as a ref‐erence test case (Figure 69). In this way, a long process of planning for the activities of the Research Group is almost completed. 

 

Figure 69. CFD model and simulation of a wind field on the Hill Erzelli. 

At the same time is in progress, on the one hand, the development of established lines of research, on the other hand, the opening of new issues of broad prospects. Among the first it is worth noting the research 

on  galloping  and  cables  104,  105,  fatigue  106,  107  and  the  propagation  of uncertainties  107,  108. Among  the  latter  it deserves  to be highlighted  the  research  conducted during  the PhD  thesis of Alessio Torrielli and Michela Marrè Brunenghi.  

Born around the study of the structural safety under wind loading, the thesis of Alessio Torrielli, conducted under the supervision of Maria Pia Repetto and Giovanni Solari, has led to the formulation of analytical and numerical techniques to simulate  long‐term time histories of the mean wind speed (tens of thousands of 

years) (Figure 70) 109. Thanks to these procedures it has been addressed, in an innovative way, one of the most hotly debated topics of wind engineering, the distribution of extreme speed 110. At the same time a new project has been undertaken  to determine  the  fatigue damage  taking  into  account  the  correlation 

structure of the mean wind speed process 111. In such a way, completely unexplored horizons for safety assessment of structures have been opened.   

Page 32: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

32

0

0.5

1

105

105

100

101

102

103

104

105

0

0.5

1

T (h)33 yr 1 yr 6 hr 20 min

a)

b)

c)

d)

W1

W2

S2

S1

T [hr]

2 10 100 1000 1000015

20

25

30

35

40

45

Mean return period [yr]

v [m

/s]

DataFT1 ult.FT1 pen.GEVProcess

 

Figure 70. (a) Power spectrum of the probable wind, (b) comparison between extreme distributions. 

The thesis of Michela Marrè Brunenghi, carried out under the supervision of Luigi Carassale, is opening new perspectives on the representation of random fields using mathematical tools aimed at capturing the most relevant physical aspects of  the pressure distributions and synthesizing  these by proper modes  that may highlight their major issues. Taking cue from Proper Orthogonal Decomposition by (POD), which expresses a field through a linear combination of orthogonal modes weighted by uncorrelated principal components, the thesis has first applied the Independent Component Analysis (ICA) technique, which expresses the field through  a  linear  combination  of  non‐orthogonal modes  weighed  by  statistically  independent  principal components, up to develop a novel method, called Dynamic  ICA, where the modes are  functions of time (Figure 71) and the linear combination involves, in the time domain, convolution integrals, in the frequency 

domain, generalized Fourier transformed 112, 113.  

 

Figure 71. First (a) and second (b), D‐ICA mode of the wind pressure on the lateral face of a building.

6. Perspectives 

It  's quite obvious that these  initiatives will find an obstacle  in the  limited space available to the Research Group in Villa Cambiaso. The prospect of transferring the Faculty of Engineering on the Erzelli Hill opens up new  scenarios.  In  this  context, with  great  confidence,  the Research Group  sought  and obtained  a  large space for the transfer of the existing closed‐circuit wind tunnel and the construction of a new large open‐circuit wind tunnel (Figure 72). Relying on an exponential growth  in  its use, there are plans to create two complementary facilities that could allow the covering of almost unlimited types of tests, and also ensure the possibility of using the two tunnels for parallel basic and applied research. 

Page 33: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

33

 

Figure 72. Preliminary plan for the new Laboratory of Wind Engineering in Erzelli. 

The hope is strong that the Research Group in Wind Engineering will soon be transformed into a Centre of Excellence institutionalized, taking into account that in recent years no other research center in the world has received so numerous and prestigious international awards as Genoa. In 2007 Luigi Carassale received the Junior Award established by the International Association for Wind Engineering, for leader researchers under the age of 40 years. In 2011 Maria Pia Repetto repeated this success. Giovanni Solari was awarded, respectively in 2006 and 2011, the Jack E. Cermak and the Alan G. Davenport Medals, named after the two founding fathers of wind engineering. 

After a review process that lasted over a year, in November 2011, the Research Group in Wind Engineering was selected by  the University of Genoa  in  the  limited  forum of  their own groups of  research of greater prestige and quality. 

Genoa, September 21, 2012 

Page 34: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

34

References 

1   Solari, G. (1981). DAWROS: A computer program for calculating the dynamic alongwind response of structures, Istituto di Scienza delle Costruzioni, Università di Genova, Serie IV, 1. 

2   Solari, G. (1982). Alongwind response estimation: closed form solution. Journal of the Structural Divi‐sion, ASCE, 108, 1, 225‐244. 

3  Solari, G. (1983). Analytical estimation of the alongwind response of structures. Journal of Wind Engi‐neering and Industrial Aerodynamics, 14, 467‐477. 

4  Lagomarsino, S., Piccardo, G., Solari, G. (1992). Statistical analysis of high return period wind speeds. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 41, 485‐496. 

5  Ballio, G., Lagomarsino, S., Piccardo, G., Solari, G. (1991). Un primo passo verso la mappa dei venti e‐stremi italiani. Parte 1: Criteri generali e metodologia di analisi, Costruzioni Metalliche, 3. 

6  Ballio, G., Lagomarsino, S., Piccardo, G., Solari, G. (1991). Un primo passo verso la mappa dei venti e‐stremi italiani. Parte 2: Risultati, riflessi normativi e implicazioni progettuali, Costruzioni Metalliche, 4. 

7  Ballio, G., Lagomarsino, S., Piccardo, G., Solari, G. (1994). La nuova mappa dei venti estremi  italiani, Giornale del Genio Civile, 7,8,9. 

8  Solari, G. (1988). Equivalent wind spectrum technique: theory and applications. Journal of Structural Engineering, ASCE, 114, 6, 1303‐1323. 

9  Solari, G.  (1989). Wind  response  spectrum.  Journal of Engineering Mechanics, ASCE, 115, 9, 2057‐2073. 

10  Solari, G. (1993). Gust buffeting. I: peak wind velocity and equivalent pressure. Journal of Structural Engineering, ASCE, 119, 2, 365‐382. 

11  Solari, G.  (1993). Gust buffeting.  II: dynamic alongwind  response.  Journal of Structural Engineering, ASCE, 119, 2, 383‐398. 

12  Solari, G., Kareem, A. (1998). On the formulation of ASCE7‐95 gust effect factor. Journal of Wind En‐gineering and Industrial Aerodynamics, 77 & 78, 673 ‐ 684. 

13  Solari, G. (1985). Mathematical model to predict 3‐D wind loading on buildings. Journal of Engineer‐ing Mechanics, ASCE, 111, 2, 254‐276.  

14  Solari, G. (1986). 3‐D response of buildings to wind action. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 21, 379‐393. 

15  Lagomarsino,  S.,  Solari, G.  (1995).  The wind‐induced  dynamic  behaviour  of  the  South‐Milan  Tele‐communication Tower, Studi e Ricerche, Scuola di Specializzazione in Costruzioni in c.a. Fratelli Pesen‐ti, Politecnico di Milano, 16. 

16  Bocciolone, M., Gasparetto, M., Lagomarsino, S., Piccardo, G., Ratto, C.F., Solari, G. (1993). Statistical analysis of extreme wind speeds in the Straits of Messina. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 48, 359‐377. 

17  Ballio, G., Solari, G. (1992). La Torre del Parco di Milano: una costruzione metallica del 1933 alla luce delle conoscenze passate e presenti, Costruzioni Metalliche, 3, 4. 

18  Ballio, G., Maberini, F., Solari, G.  (1992). A 60 years old, 100 m high steel tower:  limit states under wind actions. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 43, 2089‐2100. 

19  Solari, G., Pagnini, L.C., Piccardo, G. (1997). A numerical algorithm for the aerodynamic identification of structures. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 69, 719‐730. 

20  Solari, G., Reinhold, T.A., Livesey, F. (1998). Investigation of wind actions and effects on the Leaning Tower of Pisa. Wind and Structures, 1, 1‐23. 

21  Piccardo, G. (1993). A methodology for the study of coupled aeroelastic phenomena. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 48, 241‐252. 

22  Solari, G.  (1994). Gust‐excited vibrations,  in Wind‐excited vibrations of  structures, H. Sockel Editor, Springer Verlag, Wien, New York, 195‐291. 

23  Piccardo, G., Solari, G. (1998). Closed form prediction of 3‐D wind‐excited response of slender struc‐tures. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 74‐76, 697‐708. 

24  Piccardo, G., Solari, G. (2000). 3‐D wind‐excited response of slender structures: Closed form solution. Journal of Structural Engineering, ASCE, 126, 8, 936‐943. 

Page 35: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

35

25  Solari, G.  (1996).  Evaluation  and  role  of  damping  and  periods  for  the  calculation  of  structural  re‐sponse under wind loads. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 59, 191‐210. 

26  Solari, G. (1997). Wind‐excited response of structures with uncertain parameters. Probabilistic Engi‐neering Mechanics, 12, 2, 75‐87. 

27  Pagnini, L.C. (1996). Model reliability and propagation of frequency and damping uncertainties in the dynamic alongwind response of structures. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 59. 

28  Pagnini, L.C., Solari, G. (1998). Serviceability criteria for wind‐induced acceleration and damping un‐certainties. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 74‐76, 1067‐1078. 

29  Solari, G. (2002). Integrated procedures in wind engineering. Fluid Mechanics Research, 29, 323‐328. 

30  Luongo, A., Piccardo, G. (1998). Non‐linear galloping of sagged cables in 1:2 internal resonance, Jour‐nal of Sound and Vibration, 214, 915‐940. 

31  Luongo, A., Paolone, A., Piccardo, G. (1998). Postcritical behavior of cables undergoing two simulta‐neous galloping modes. Meccanica, 33, 229‐242. 

32  Pagnini, L.C., Solari, G.  (2001). Damping measurements of  steel poles and  tubular  structures, Engi‐neering Structures, 23, 1085‐1095. 

33  Solari, G., Pagnini, L.C.  (1999). Gust buffeting and aeroelastic behaviour of poles and monotubolar towers. Journal of Fluids and Structures, 13, 7‐8, 877‐905. 

34  Solari, G., Pagnini, L.C. (1998). Le azioni e gli effetti del vento sui pali e sulle torri monotubolari. Co‐struzioni Metalliche, n. 4. 

35  Tamura Y., Matsui M., Pagnini L.C., Ishibashi R., Yoshida A. (2002). Measurement of Wind‐induced re‐sponse of buildings using RTK‐GPS. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 90. 

36  Solari, G.  (1996). Wind speed statistics,  in Modelling of the Atmospheric Flow Fields, D.P. Lalas and C.F. Ratto Editors, World Scientific Publishing, Singapore, 637‐657. 

37  Solari, G.  (1996). Statistical analysis of extreme wind speeds,  in Modelling of  the Atmospheric Flow Fields, D.P. Lalas and C.F. Ratto Eds, World Scientific Publishing, Singapore, 659‐678. 

38  Ratto, C., Siccardi, F., Solari, G. (1995). Il Centro Meteo‐Idrologico della Regione Liguria: Una collabo‐razione fra Regione Liguria e Università di Genova, AER, n. 11. 

39  Castino, F., Rusca, L., Solari, G.  (2003). Wind climate micro‐zoning: A pilot application to Liguria Re‐gion (North‐Western Italy), Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 91, 1353‐1375. 

40  Solari, G., Ed.  (1997). Proceedings of  the 2nd European & African Conference on Wind Engineering, Genova, Italy, June 22‐26, 1997, SGEditoriali, Padova, 2000 pp. 

41  Ratto, C.F., Solari, G., Eds.  (1998). Proceedings of  the  International Workshop on Wind Energy and Landscape, Genova, Italy, June 26‐27, 1997, Balkema, Rotterdam, 300 pp. 

42  Choi, C.K., Solari, G., Kanda, J., Kareem, A., Eds. (2000). Wind and Structures, Techno Press, Seoul. 

43  Choi, C.K., Solari, G., Kanda, J., Kareem, A., Eds. (2000). Proceedings of the 1st  International Sympo‐sium on Wind and Structures for the 21st Century, Cheju, Korea; Techno Press, Seoul, 500 pp. 

44  Choi, C.K., Kareem, A., Matsumoto, M., Solari, G., Eds.  (2002). Proceedings of  the 2nd  International Symposium on Wind and Structures for the 21st Century, Busan, Korea; Techno Press, Seoul, 701 pp. 

45  Solari, G., Pagnini, L.C., Piccardo, G., Eds. (2000). L'ingegneria del vento in Italia 2000: Atti del VI Con‐vegno Nazionale di Ingegneria del Vento, Genova; SGEditoriali, Padova, 600 pp. 

46  Piccardo, G., Solari, G. (2002). 3‐D gust effect factor for slender vertical structures, Probabilistic Engi‐neering Mechanics, 17, 143‐155. 

47  Solari, G.,  Repetto, M.P.  (2002). General  tendencies  and  classification  of  vertical  structures  under wind loads, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 90, 1299‐1319. 

48  Repetto, M.P., Solari, G. (2004). Equivalent static wind actions on vertical structures, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 92, 335‐357. 

49  Luongo,  A.,  Piccardo,  G.  (2005).  Linear  instability mechanisms  for  coupled  translational  galloping, Journal of Sound and Vibration, 288, 1027‐1047. 

50  Luongo, A., Zulli, D., Piccardo, G. (2007). A linear curved‐beam model for the analysis of galloping in suspended cables, Journal of Mechanics of Materials and Structures, 2, 675‐694. 

Page 36: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

36

51  Luongo, A., Piccardo, G. (2007). A continuous approach to the aeroelastic stability of suspended ca‐bles in 1:2 internal resonance, Journal of Vibration and Control, 14(1‐2), 135‐157. 

52  Luongo, A., Zulli, D., Piccardo, G. (2008). Analytical and Numerical Approaches to Nonlinear Galloping of Internally Resonant Suspended Cables, Journal of Sound and Vibration, 315(3), 375‐393. 

53  Luongo, A., Zulli, D., Piccardo, G. (2009). On the Effect of Twist Angle on Nonlinear Galloping of Sus‐pended Cables, Computers & Structures, 87(15‐16), 1003‐1014. 

54  Solari, G., Carassale, L. (2000). Modal transformation tools in structural dynamics and wind engineer‐ing. Wind & Structures, 3, 4, 221‐241. 

55  Carassale, L. (2005). POD‐based filters for the representation of random loads on structures. Probabil‐istic Engineering Mechanics, 20, 263‐280. 

56  Solari, G., Carassale, L., Tubino, F. (2007). Proper Orthogonal Decomposition in wind engineering. Part 1: A state‐of‐the‐art and some prospects, Wind & Structures, 10, 153‐176. 

57  Carassale, L., Solari, G., Tubino, F. (2007). Proper Orthogonal Decomposition in wind engineering. Part 2: Theoretical aspects and some applications, Wind & Structures, 10, 177‐208. 

58  Carassale, L., Piccardo, G., Solari, G. (2001). Double modal transformation and wind engineering ap‐plications, Journal of Engineering Mechanics, ASCE, 127, 5, 432‐439. 

59  Carassale, L., Kareem, A.  (2002), A Volterra approach  for nonlinear multi‐DOF structures. Structural Dynamics, Proc., EURODYN 2002, 1, 755‐760. 

60  Carassale, L., Kareem, A. (2010). Modeling multi‐input nonlinear systems by Volterra approach. Jour‐nal of Engineering Mechanics ASCE, Modeling nonlinear systems by Volterra Series, Journal of Engi‐neering Mechanics ASCE, 136(6), 801‐818. 

61  Carassale, L., Piccardo, G. (2003). Wind‐induced nonlinear oscillations of cables by Volterra approach. Proc., 5th Int. Symp. on Cable Dynamics, Santa Margherita, 149‐156. 

62  Carassale, L., Piccardo, G.  (2010). Nonlinear discrete models  for  the stochastic analysis of cables  in turbulent wind, International Journal of Non‐Linear Mechanics, 45(3), 219‐231. 

63  Repetto, M.P., Solari, G. (2001). Dynamic alongwind fatigue of slender structures, Engineering Struc‐tures, 23, 1622‐1633. 

64  Repetto, M.P.,  Solari, G.  (2002). Dynamic  crosswind  fatigue of  slender  vertical  structures, Wind & Structures, 5, 527‐542. 

65  Repetto, M.P., Solari, G. (2004). Directional wind‐induced fatigue of slender vertical structures, Jour‐nal of Structural Engineering, ASCE, 130, 7, 1032‐1040. 

66  Repetto, M.P. (2005). Cycle counting methods for bi‐modal stationary Gaussian processes. Probabilis‐tic Engineering Mechanics, 20, 229‐238. 

67  Repetto, M.P., Solari, G. (2006). Bimodal alongwind fatigue of structures, Journal of Structural Engi‐neering, ASCE, 132, 6, 899‐908. 

68  Repetto, M.P., Solari, G.  (2007). Wind‐induced  fatigue of  structures under neutral and non‐neutral atmospheric conditions, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 95, 1364‐1383. 

69  Repetto, M.P., Solari, G. (2010). Wind‐induced fatigue collapse of real slender structures. Engineering Structures, 32, 3888‐3898. 

70  Repetto, M.P., Solari, G. (2008). Simplified procedure for evaluating the alongwind‐induced fatigue of structures. Engineering Structures, 31, 2414‐2425. 

71  Repetto, M.P., Solari, G. (2011). Engineering methods for evaluating the alongwind‐induced fatigue of structures. Journal of Engineering Structures, ASCE, 138(9), 1149‐1160. 

72  Solari, G., Piccardo, G. (2001). Probabilistic 3‐D turbulence modeling for gust buffeting of structures. Probabilistic Engineering Mechanics, 16, 1, 73‐86. 

73  Solari, G., Tubino, F.  (2002). A new  turbulence model based on principal components. Probabilistic Engineering Mechanics, 17, 327‐335. 

74  Carassale, L., Solari, G. (2002). Wind modes for structural dynamics: a continuous approach. Probabil‐istic Engineering Mechanics, 17, 157‐166. 

75  Tubino, F., Solari, G. (2005). Double POD for representing and simulating turbulence fields, Journal of Engineering Mechanics, ASCE, 131, 12, 1302‐1312. 

Page 37: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

37

76  Tubino,  F.  (2005).  Relationships  among  aerodynamic  admittance  functions,  flutter  derivatives  and static coefficients for long‐span bridges. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 93, 929‐950. 

77  Tubino, F., Solari, G. (2007). Double Modal Transformation and effective turbulence for the gust buf‐feting of long span bridges, Engineering Structures, 29, 1698‐1707. 

78  Torrielli, A., Tubino, F., Solari, G. (2010). Effective wind actions on ideal and real structures. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 98, 417‐428. 

79  Tubino, F., Carassale, L., Solari, G. (2003). Seismic response of multi‐supported structures by proper orthogonal decomposition. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 32, 1639‐1654. 

80  Carassale,  L.,  Freda, A.,  Piccardo, G.  (2005). Aeroelastic  forces  on  yawed  circular  cylinders: Quasi‐steady modeling and aerodynamic instability. Wind & Structures, 8, 373‐388. 

81  Carassale, L. (2009). Flow‐induced actions on cylinders in statistically‐symmetric cross flow, Probabil‐istic Engineering Mechanics, 24(3), 288‐299. 

82  Burlando, M., Carassale, L., Georgieva, E., Ratto, C.F., Solari, G. (2007). A simple and efficient proce‐dure  for  the numerical  simulation of wind  fields  in  complex  terrain, Boundary  Layer Meteorology, 125, 417‐439. 

83  Burlando, M., Carassale, L., F., Ratto, C.F., Solari, G.  , Tubino (2010). Numerical simulation of turbu‐lent wind  fields at airports  in complex  terrains.  Journal of Wind Engineering and  Industrial Aerody‐namics, sottoposto per la pubblicazione. 

84  Carassale, L., Solari, G. (2006). Monte Carlo simulation of wind velocity fields on complex structures, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 94, 323‐339. 

85  Brancaleoni, F., Diana, G., Faccioli, E., Fiammenghi, G., Firth,  I.P.T., Gimsing, N.J.,  Jamiolkowski, M., Sluszka, P., Solari, G., Valenise, G., Vullo, E.  (2009). Messina  Strait Bridge – The  challenge and  the dream, Balkema. 

86  Burlando, M., Freda, A., Ratto, C.F., Solari, G. (2010). A pilot study of the wind speed along the Rome‐Naples HS/HC railway line. Part 1 – Numerical modelling and wind simulations. Journal of Wind Engi‐neering and Industrial Aerodynamics, 98, 392‐403. 

87  Freda, A., Solari, G.  (2010). A pilot  study of  the wind  speed along  the Rome‐Naples HS/HC  railway line. Part 2 – Probabilistic analyses and methodology assessment.  Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 98, 404‐416. 

88  Freda, A., Carassale, L., Solari, G. (2009). A conditional model for the short‐term probabilistic assess‐ment of severe wind phenomena, C.D. Proc., 5th European‐African Conference on Wind Engineering, Firenze. 

89  Lungu, D., Solari, G., Bartoli, G., Righi, M., Vacareanu, R., Villa, A. (2002). Reliability under wind loads of the Brancusi Endless Column, Romania, Fluid Mechanics Research, 29, 329‐335. 

90  Piccardo, G., Tubino, F.  (2008). Parametric Resonance of Flexible Footbridges under Crowd‐Induced Lateral Excitation, Journal of Sound and Vibration, 311(1‐2), 353‐371. 

91  Piccardo, G.,  Tubino,  F.  (2009).  Simplified  Procedures  for Vibration  Serviceability Analysis of  Foot‐bridges Subjected to Realistic Walking Loads”, Computers & Structures, 87(13‐14), 890‐903. 

92  Solari, G.  (2009).  Forma  e  aerodinamica nell’evoluzione  strutturale  e  architettonica dei  grattacieli. Parte I: L’esperienza del passato. Costruzioni Metalliche, n. 4, 51‐62. 

93  Solari, G.  (2009).  Forma  e  aerodinamica nell’evoluzione  strutturale  e  architettonica dei  grattacieli. Parte II: Tendenze attuali e prospettive future. Costruzioni Metalliche, n. 5, 75‐87. 

94  Tamura, Y., Kareem, A., Solari, G., Kwok, K.C.S., Holmes, J.D., Melbourne, W.H. (2005). Aspects of the dynamic wind‐induced response of structures and codification, Wind & Structures, 8, 4, 251‐268. 

95  Solari, G. (2007). The International Association for Wind Engineering (IAWE): Progress and prospect, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 95, 813‐842. 

96  Solari, G., Cheung,  J.,  Isyumov, N., Kareem, A.,  Stathopoulos,  T.,  Surry, D.,  Tamura,  Y.  (2008).  The Davenport Medal: A tribute from the International Association for Wind Engineering to Alan Garnett Davenport, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 96, 459‐470. 

97  Carassale,  L., Percivale,  F.  (2006).  Frequency‐domain output‐only  identification of  linear  structures subject to stationary excitation, Proc., 5th Int. Conf. on Computational Stochastic Mechanics, Rodi. 

Page 38: Wind Science and Engineering in Genoa - unige.itwindyn.dicca.unige.it/admin/WINDYN_ABOUT_US.pdf · Wind Science and Engineering in Genoa Wind Engineering is best defined as "the rational

38

98  Carassale, L., Freda, A., Ratto, C.F., Solari, G., Talamelli, A. (2008). La nuova galleria del vento presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università degli Studi di Genova, Atti, IN‐VENTO‐2008, Cefalù.  

99  Solari, G., Repetto, M.P., De Gaetano, P., Parodi, M., Pizzo, M., Tizzi, M. (2012). The wind forecast for safety management of port areas,  Journal of Wind Engineering and  Industrial Aerodynamics, 104–106, 266–277. 

100  Solari G., Repetto M.P., Burlando M. (2012). Vento e Porti – La previsione del vento per la gestione e la sicurezza delle aree protuali / Vent et Ports – La prévision du vent pour la gestion et la sécurité des zones portuaires, A. P. Genova Ed.,  ISBN 978‐88‐901246‐4‐8. 

101  Carassale L., Freda A., Repetto M.P., Solari G. (2011). The wind effect on the new Erzelli Technologic District,  CD  Proc.  13th  International  Conference  on Wind  Engineering  (ICWE13), Amstrerdam,  The Netherlands, July 10‐15, 2011. 

102  Carassale, L., Freda, A., Marrè Brunenghi, M., Piccardo, G., Solari, G. (2012). Experimental  investiga‐tion on the aerodynamic behavior of square cylinders with rounded corners, Proceedings, 7th Inter‐national Colloquium on Bluff Body Aerodynamics and Applications ‐ BBAA VII, Shanghai, Cina. 

103  Carassale, L., Freda, A., Marrè Brunenghi, M., Piccardo, G., Solari, G. (2012). Effects of terrain prox‐imity on the aeroelastic response of a bridge deck, Proceedings, 7th International Colloquium on Bluff Body Aerodynamics and Applications ‐ BBAA VII, Shanghai, Cina. 

104  Carassale, L., Piccardo, G. (2010). Non‐linear discrete models for the stochastic analysis of cables  in turbulent wind, International Journal on Non‐Linear Mechanics, 45(3), 219‐231. 

105  Piccardo, G., Carassale, L., Freda, A. (2011). Critical conditions of galloping for  inclined square cylin‐ders, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 99 (6‐7), 748‐756. 

106  Repetto M.P.  (2011). Neutral and non‐neutral atmosphere: probabilistic characterization and wind‐induced response of structures,  Journal of Wind Engineering and  Industrial Aerodynamics, 99, 969‐978. 

107  Pagnini, L., Repetto, M.P.  (2012). The role of parameter uncertainties  in  the alongwind‐induced  fa‐tigue damage prediction,  Journal of Wind Engineering and  Industrial Aerodynamics, 104–106, 227–238. 

108  Pagnini, L.C.  (2010). Reliability analysis of wind excited structures, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 98, 1‐9. 

109  Torrielli, A., Repetto, M.P., Solari, G. (2011). Simulation of long‐period samples of the mean wind ve‐locity, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 99, 1139‐1150. 

110 Torrielli, A., Repetto, M.P., Solari, G. (2011). Analysis of a large‐size database of extreme wind speeds, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, tentatively accepted. 

111 Repetto,  M.P.,  Torrielli,  A.  (2011).  Comparison  between  analytical  and  simulation‐based  wind‐induced fatigue analyses, CD Proc., 13th International Conference on Wind Engineering, Amsterdam. 

112 Carassale,  L., Marrè  Brunenghi, M.  (2011).  Statistical  analysis  of  wind‐induced  pressure  fields:  a methodological perspective, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 99 (6‐7), 700‐710. 

113  Carassale, L.  (2012). Analysis of aerodynamics pressure measurements by dynamic coherent  struc‐tures. Probabilistic Engineering Mechanics, 28, 66‐74.