Insegnamento FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI ENERGETICI
- Corso
- Ingegneria meccanica
- Codice insegnamento
- A003424
- Curriculum
- Energia
- Docente
- Michele Battistoni
- Docenti
-
- Michele Battistoni
- Ore
- 72 ore - Michele Battistoni
- CFU
- 9
- Regolamento
- Coorte 2023
- Erogato
- 2023/24
- Attività
- Caratterizzante
- Ambito
- Ingegneria meccanica
- Settore
- ING-IND/08
- Tipo insegnamento
- Obbligatorio (Required)
- Tipo attività
- Attività formativa monodisciplinare
- Lingua insegnamento
- Italiano
- Contenuti
- Cinematica e dinamica dei fluidi
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
Altri:
Cengel, Cimbala, Fluid Mechanics – Fundamentals and Applications, McGraw-Hill
Ferziger, Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer - 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 fluidodinamica teorica e computazionale, i flussi multifase e reattivi, in particolare per motori, turbine, combustori, celle, nonché aerodinamica esterna e problemi di raffreddamento di macchine. Conoscenza ed uso di piattaforme di High Performance Computing (HPC).
- Prerequisiti
- conoscenza dei contenuti dei corso di machine, macchine a fluido, fisica tecnica.
- 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. Cinematica e dinamica dei fluidi. 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).