Insegnamento FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI ENERGETICI
| Nome del corso di laurea | Ingegneria meccanica |
|---|---|
| Codice insegnamento | GP004970 |
| Curriculum | Energia |
| CFU | 9 |
| Regolamento | Coorte 2022 |
| Erogato | Erogato nel 2022/23 |
| Erogato altro regolamento | |
| Anno | 1 |
| Periodo | Annuale |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI ENERGETICI MODULO A
| Codice | A002357 |
|---|---|
| CFU | 4 |
| Docente responsabile | Francesco Mariani |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ING-IND/09 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Statica e Fluidodinamica dei fluidi incomprimibili ideali e reali: equazioni fondamentali. Perdite di carico ripartite e concentrate; coefficienti di efflusso. Applicazioni con codici CFD-3D. |
| Testi di riferimento | ¿ Citrini, Noseda - IDRAULICA - Casa Editrice Ambrosiana; ¿ Mossa, Petrillo - IDRAULICA - Casa Editrice Ambrosiana; ¿ Quartapelle (2 Vol.); Fluidodinamica Comprimibile e Incomprimibile – Casa Editrice Ambrosiana. |
| Obiettivi formativi | Acquisire la capacità di interpretare e manipolare le equazioni fondamentali della fluidodinamica: conservazione della massa, dell'energia e della quantità di moto; equazioni di Eulero e di Navier-Stokes. Saper modellare un sistema fisico eseguendone il setup all'interno di un ambiente di simulazione CFD/3D. |
| Prerequisiti | Laurea triennale. |
| Metodi didattici | Lezioni frontali ed attività progettuali tramite l'uso di codici CFD-3D: sviluppo di case studies di termo-fluidodinamica esterna ed interna. |
| Altre informazioni | |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | 1- prova scritta: 2 esercizi; 2- prova orale: presentazione del progetto sviluppato durante il corso con strumenti di CFD -3D. |
| Programma esteso | - Moto dei fluidi; applicazioni; - Statica dei fluidi; applicazioni; - Cinematica dei fluidi; applicazioni; - Dinamica dei Fluidi: equazioni fondamentali; - Teorema di Bernouilli; applicazioni; - Fluidi reali: Viscosità ed equazioni di Navier-Stokes; - Correnti in pressione; applicazioni; - Analisi di lunghe condotte: applicazioni; - Cenni sul moto vario delle correnti in pressione. Introduzione alla simulazione di sistemi termofluidodinamici con l'utilizzo di codici di fluidodinamica computazionale tridimensionale. |
FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI ENERGETICI MODULO B
| Codice | A002358 |
|---|---|
| CFU | 5 |
| Docente responsabile | Michele Battistoni |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Ingegneria meccanica |
| Settore | ING-IND/08 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | Fondamenti di fluido-dinamica computazionale (CFD - Computational Fluid Dynamics). Flussi turbolenti. Flussi chimicamente reattivi. Flussi multifase. Applicazioni alla modellazione di macchine a fluido, di flussi interni e di flussi esterni. Introduzione all'High Performance Computing (HPC). |
| Testi di riferimento | Andersson B., et al.: Computational Fluid Dynamics for Engineers, Cambridge Press 2012 |
| Obiettivi formativi | Lo studente acquisisce capacità di schematizzazione di un problema per la sua simulazione fluidodinamica (CFD - Computational Fluid Dynamics), di scelta dei modelli più opportuni e di analisi dei risultati. Oggetto di studio sono la termo-fluidodinamica, la combustione e i flussi multifase, in particolare per motori a combustione interna, spray di combustibile, combustori, turbogas, impianti di potenza, aerodinamica esterna. Conoscenza ed uso di piattaforme di High Performance Computing (HPC). |
| Prerequisiti | conoscenza dei contenuti del corso di macchine a fluido. |
| Metodi didattici | - lezioni frontali - esercitazioni al calcolatore |
| Altre informazioni | |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | progetto, esercitazioni e prova orale Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | 1. Fondamenti di fluidodinamica. Regimi di flusso: comprimibili ed incomprimibili, laminari e turbolenti, singola fase e multi-fase. Modellazione: equazioni di conservazione in varie forme, equazione di stato, proprietà di trasporto, viscosità, diffusività di massa e del calore. 2. Introduzione alla fluido-dinamica computazionale (CFD). Metodi di discretizzazione spaziale e temporale, accuratezza, stabilità. Equazione con convezione e diffusione. Accoppiamento tra le equazioni, algoritmi di soluzione pressure-based e density-based. Solutori segregati o accoppiati. 3. Fondamenti di turbolenza: cascata dell'energia e scale di turbolenza. Introduzione alla modellazione della turbolenza: Direct Numerical Simulation (DNS), Large Eddy Simulations) LES, Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS). Trattamento dello strato limite. 4. Miscelamento turbolento e flussi reattivi. Modellazione del mixing turbolento e di flussi reagenti. Combustione premiscelata e non-premiscelata. Interazione tra cinetica chimica e turbolenza. 5. Flussi multifase. Cenni alla modellazione con metodi Euleriani two-fluid e single-fluid, metodi Lagrangiani. Interazioni tra le fasi. 6. Applicazione della CFD allo studio e al design di macchine a fluido, motori a combustione interna e flussi esterni. Simulazioni per analisi e verifica di design. 7. Introduzione all'High Performance Computing (HPC). |