Insegnamento FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI ENERGETICI
| Nome del corso di laurea | Ingegneria meccanica |
|---|---|
| Codice insegnamento | A003424 |
| Curriculum | Energia |
| Docente responsabile | Michele Battistoni |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 9 |
| Regolamento | Coorte 2023 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Ingegneria meccanica |
| Settore | ING-IND/08 |
| Anno | 1 |
| Periodo | Primo Semestre |
| 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). |