Insegnamento FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI ENERGETICI

Corso
Ingegneria meccanica
Codice insegnamento
GP004970
Curriculum
Energia
Docente
Francesco Mariani
CFU
9
Regolamento
Coorte 2021
Erogato
2021/22
Tipo insegnamento
Obbligatorio (Required)
Tipo attività
Attività formativa integrata

FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI ENERGETICI MODULO A

Codice A002357
CFU 4
Docente Francesco Mariani
Docenti
  • Francesco Mariani
Ore
  • 32 ore - Francesco Mariani
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 Michele Battistoni
Docenti
  • Francesco Mariani (Codocenza)
  • Michele Battistoni
Ore
  • 8 ore (Codocenza) - Francesco Mariani
  • 32 ore - Michele Battistoni
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 e del corso di motori a combustione interna.
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).
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