Magistrale

 

Insegnamenti previsti dal Corso di Studio

IN/0064 - MODELLAZIONE DEI SISTEMI A FLUIDO

Anno Accademico ​2019/2020

Docente
TIZIANO ​GHISU (Tit.)
Periodo
Primo Semestre ​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale ​
Lingua Insegnamento
ITALIANO ​


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Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/85] ​ ​INGEGNERIA MECCANICA [85/00 - Ord. 2017] ​ ​PERCORSO COMUNE660
Obiettivi

In accordo con gli obiettivi formati del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica, gli obiettivi formativi dell'insegnamento sono quelli di fornire allo studente competenze specifiche nel campo della simulazione numerica di problemi termofluidodinamici, finalizzate a far acquisire allo studente la capacità di impostare, risolvere e analizzare problemi anche complessi nel campo della termofluidodinamica computazionale.

In accordo con i risultati dei apprendimento attesi per il corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica, i risultati di apprendimento attesi sono i seguenti:
- acquisire le conoscenze fondamentali relative alla costruzione di modelli fisici e matematici per la risoluzione di problemi termofluidodinamici
- acquisire le conoscenze fondamentali per la comprensione del comportamento e la risoluzione numerica di equazioni differenziali
- acquisire le conoscenze fondamentali per una corretta scelta dei modelli numerici e delle condizioni al contorno
- acquisire le conoscenze fondamentali per l'utilizzo di codici di calcolo commerciali per la modellazione geometrica, generazione di griglie, risoluzione fluidodinamica o analisi dei risultati
- acquisire la capacità di effettuare analisi e confronti di tipo qualitativo e quantitativo sui risultati ottenuti, individuare problemi e soluzioni e predisporre una relazione tecnica nella quale siano riportate e discusse le assunzioni e i principali risultati

Prerequisiti

Lo studente dovrà conoscere le nozioni fondamentali di analisi matematica di fluidodinamica

Contenuti

Il corso vuole fornire un'introduzione all'uso dei programmi di calcolo per la risoluzione numerica di problemi di termofluidodinamica.
È prevista una prima parte di tipo teorico, volta a fornire le conoscenze di base sulla soluzione numerica delle equazioni differenziali ordinarie e delle equazioni alle derivate parziali. La seconda parte presenta le equazioni fondamentali della fluidodinamica, alcune loro peculiarità, ed i metodi numerici utilizzati nei programmi di calcolo fluidodinamico disponibili in commercio.
La turbolenza e lo strato limite, fondamentali nella maggior parte dei flussi di tipo “industriale”, sono presentati nella terza parte, insieme alle modalità di soluzione oggi disponibili.
Durante il corso sarà svolta una serie di esercitazioni che porteranno lo studente all'utilizzo di programmi di generazione di griglie e di risoluzione numerica. Ampio spazio sarà dedicato al trattamento dei dati ottenuti dalle simulazioni.

Parte I.
Introduzione (2 ore)
Richiami sulla soluzione numerica delle equazioni differenziali ordinarie (6 ore)
Equazioni differenziali alle derivate parziali (6 ore)
Esercitazioni su Matlab (4 ore)

Parte II.
Richiami di dinamica dei fluidi (6 ore)
Metodi numerici (6 ore)
Esercitazione introduttiva alla modellazione geometrica e alla soluzione numerica (6 ore)

Parte III.
Nozioni di base su turbolenza e strato limite (6 ore)
Equazioni RANS, LES e DNS. Modelli di turbolenza (6 ore)
Esercitazioni pratiche (12 ore)

Metodi Didattici

Il corso ha una durata di 60 ore, 40 di didattica frontale e 20 di esercitazione in aula. Le lezioni vengono svolte prevalentemente in maniera tradizionale mediante l'utilizzo della lavagna e la discussione di esempi proiettati con Power Point. Le esercitazioni consistono nella soluzione guidata di problemi specifici di risoluzione numerica di equazioni differenziali e di problemi più complessi di fluidodinamica numerica. Per le esercitazioni viene chiesta la redazione di una relazione scritta, svolta autonomamente dallo studente e da consegnare al docente prima dello svolgimento dell'esame finale. Tali relazioni costituiscono una base per la discussione orale e elemento di valutazione finale.

Verifica dell'apprendimento

L'esame finale consisterà nella redazione delle relazioni su alcune esercitazioni (50%) e in una discussione orale sulla parte teorica del corso (50%). La presentazione delle esercitazioni è requisito necessario per la presentazione all'esame orale.

Per la valutazione delle esercitazioni, la determinazione del punteggio tiene conto dei seguenti elementi: a) Adeguatezza dell'approccio alla soluzione del problema, b) Chiarezza nella presentazione e nella discussione dei risultati.

Per la valutazione della prova orale, la determinazione del punteggio tiene conto dei seguenti elementi: a) Correttezza e completezza delle risposte, b) Capacità di analisi del problema, c) Proprietà di linguaggio, d) Chiarezza di esposizione.

Il voto finale viene espresso in trentesimi. Il voto di 18/30 viene conferito quando le conoscenze/competenze evidenziate sono almeno elementari, la valutazione di 30/30 con eventuale lode, quanto le conoscenze sono eccellenti.

Testi

Fondamenti di calcolo numerico, Giovanni Monegato, Editore CLUT, ISBN: 887992138X

An Introduction to Computational Fluid Dynamics: the Finite Volume Method, H K Versteeg and W. Malalasekera, Ed. Person Prentice Hal, ISBN 9780131274983

Computational Methods for Fluid Dynamics, JH Ferziger and M Peric, Ed. Springer, ISBN 978-3-642-56026-2

Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, S. V. Patankar, Ed. CRC Press, ISBN 0891165223

Altre Informazioni

Copia del materiale didattico utilizzato durante le lezioni e le esercitazioni, e i testi delle esercitazioni, sono pubblicati sul sito web del docente (http://people.unica.it/tizianoghisu)

 

Obiettivi di Apprendimento – Percorso 2020-2021

 

 

 

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