TERMOFLUIDODINAMICA COMPUTAZIONALE (6 CFU)
Corso di Laurea in Ingegneria Meccatronica |
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| Docente |
| Prof. Antonio Dumas |
| Frequenza |
| Obbligatoria |
| Periodo didattico |
| 2 semestre |
| Obiettivi Formativi |
| Fornire le conoscenze di base e sviluppare competenze necessarie all'utilizzo di codici di calcolo relativi a ad applicazioni termo fluidodinamiche con l'obiettivo di fare gli studenti abili ad usare uno specifico risolutore numerico, sviluppare le competenze degli studenti nell'usare solutori numerici analoghi. |
| Prerequisiti |
| Conoscenza dei fenomeni fluidodinamici e di scambio termico |
| Modalità d'esame |
| Orale previa presentazione di un elaborato |
| Programma del Corso |
Sezione teorica : Generalità sulle equazioni differenziali : Equazioni di conservazione,: della massa, della quantità di moto, dell'energia della diffusion di massa. Equazione di di conservazione della quantità di moto in moto turbolento. Modelli di turbolenza: modello k-, modello differenziale degli sforzi di Reynolds. Equazione di scambio termico e di diffusione di massa in moto turbolento. Condizione di fluido comprimibile ed incomprimibile. Influenza della forza di galleggiamento. Condizioni al contorno : valore fissato, flusso fissato, condizione mista. Condizione al contorno nel moto turbolento
Introduzione ai metodi numerici : differenze: finite, elementi finiti e volume finiti.
Discretizzazione del dominio e generalità della generazione di griglia. Griglia rettangolare a spaziatura costante in un sistema di coordinate cartesiane. Griglia adattativa in un sistema di coordinate curvilinee. Discretizatione alle differenze finite di equazioni differenziali
Discretizzazione del termine transitorio. Discretizzazione ai volumi finiti. Schemi di discretizzazione: upwind, ibrido ed esponenziale. Algoritmi di soluzione basati sulla pressione: SIMPLE, SIMPLER. Analisi di stabilità. Metodi di soluzione delle equazioni discretiz zate:Metodi diretti. Metodi iterativi puntuali :: Jacobi, Gauss-Seidel, SOR
Descriptione di solutori numerici ai volumi finiti : Teach-T, Fluent
Sezione pratica: Descrizione di domini, procedure di costruzione di reticolo e superfici di contorno. Implementazione di condizioni al contorno. Esempi di soluzione di problemi bidimensionali e tridimensionali. Elaborazione grafica dei risultati. Laboratorio guidato ed esercitazione libera su tema indicato. |
| Testi di Riferimento |
Dispense fornite nel corso.
- A. Dumas Elementi di Fluidodinamica e Termocinetica. Editrice Esculapio Bologna 1999
- S.V. Patankar, "Numerical Heat transfer", Hemisphere, Washington D.C., 1980
- A.D. Gosman e F.J.K Ideriah, "Teach-T: a general computer program for recirculating flows", Internal Report, Imperial College, London, 1976.
- Manuale del risolutore numeric di Fluent
- M.W. Collins, "Modelli numerici e loro validazione sperimentale in termofluidodinamica", Quaderni di Fisica Tecnica, IFTB.RD 01.4.85, Bologna, 1985 |
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