Fluidodinamica - Introduzione alle basi teoriche CFD ed esempi di applicazioni industriali

CFDBTA05

Docenti

Prof.ssa Giuseppina MONTANTE, Università di BOLOGNA 
Ing. Massimo GALBIATI, ENGINSOFT Spa

Argomenti e obiettivi

Il corso si prefigge l'obiettivo di fornire le conoscenze fondamentali, di carattere teorico e pratico-applicativo, per consentire un utilizzo corretto e consapevole delle tecniche della termofluidodinamica computazionale (CFD – Computational Fluid Dynamics) utilizzate nei codici industriali disponibili sul mercato.
Dopo un primo richiamo sugli aspetti matematici, ed in particolare sulle equazioni differenziali che governano i fenomeni (equazione generale di trasporto di una quantità scalare ed equazioni di Navier-Stokes), vengono successivamente approfondite le metodologie di carattere matematico necessarie per la loro soluzione numerica. In particolare, visto il loro diffuso utilizzo in ambito industriale, l’attenzione verrà dedicata al metodo dei volumi finiti, considerando dapprima il semplice caso delle griglie strutturate Cartesiane, per passare poi alle griglie non strutturate.
Il fenomeno della turbolenza, e le sue conseguenze dal punto di vista applicativo, verrà trattato, dopo alcune considerazioni di carattere fisico-sperimentale, in riferimento ai modelli di turbolenza, disponibili nei codici CFD, più utilizzati in ambito industriale. Saranno inoltre illustrati i più recenti sviluppi nel campo e le tendenze future. 
La verifica e validazione dei modelli numerici, e la corretta stima dell’accuratezza delle analisi CFD, costituiscono ormai un attività irrinunciabile per l’utente, soprattutto nell’ottica attuale di riduzione dei tempi e dei costi, e del miglioramento delle prestazioni dei prodotti e/o processi simulati. Un ciclo di lezioni sarà espressamente dedicato a questo aspetto, attraverso l’esposizione di alcune linee guida ed esperienze recenti.
Verranno infine date delle linee guida sul corretto utilizzo e scelta dei modelli fisici messi oggi a disposizione dai codici CFD allo stato dell’arte. Inoltre verranno formulati dei criteri da applicare per una corretta interpretazione dei risultati: convergenza numerica, bilanci, punti di monitoraggio. 
Insieme alle lezioni teoriche un adeguato spazio sarà riservato per illustrare alcune applicazioni tratte da problematiche industriali, per dimostrare l’estesa applicabilità dei metodi CFD, e nel contempo i loro limiti, insieme al valore aggiunto che le metodologie CAE possono in genere fornire in un ambiente di ingegneria avanzata. Gli esempi saranno focalizzati su condotti, valvole, flussi multifase, e flussi in mesh rotanti per applicazioni di turbomacchine.

Programma

Prima Giornata
9:30 Equazioni di Trasporto
11:30 Metodi Numerici
13:00 Pranzo
14:30 Metodi Numerici

Seconda Giornata
9:30 Metodi Numerici
11:30 Condizioni al contorno e flussaggi semplici
13:00 Pranzo
14:30 Introduzione alla modellazione della turbolenza in CFD

Terza Giornata
9:30 Introduzione alla modellazione della turbolenza in CFD
11:30 Qualità ed affidabilità in CFD
13:00 Pranzo
14:30 Estensione delle equazioni di trasporto con scalari aggiuntivi
ed applicazioni industriali

Destinatari

Ingegneri e progettisti del settore meccanico, termico, industria di processo e chimica, settore automobilistico, turbomacchine, ed in genere di settori industriali con problematiche di carattere termofluidodinamico.

Prerequisiti

Il corso ha carattere introduttivo. Sono necessarie conoscenze di base di idraulica e/o fluidodinamica e di fisica tecnica, la conoscenza delle equazioni Navier-Stokes e di trasporto assieme ai fondamenti del calcolo differenziale e vettoriale.

Materiale didattico

Ad ogni partecipante al corso verranno fornite delle dispense/note relative agli argomenti trattati, assieme a copie dei lucidi utilizzati durante le lezioni.