TERMOFLUIDODINAMICA NUMERICA

TERMOFLUIDODINAMICA NUMERICA

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Ultimo aggiornamento 02/07/2020 10:42
Codice
60473
ANNO ACCADEMICO
2020/2021
CFU
6 cfu al 2° anno di 9270 INGEGNERIA MECCANICA - ENERGIA E AERONAUTICA (LM-33) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-IND/10
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA MECCANICA - ENERGIA E AERONAUTICA)
periodo
1° Semestre
materiale didattico

PRESENTAZIONE

L’insegnamento di Termofluidodinamica numerica è stato definito in modo tale da portare gli studenti a sviluppare le capacità di soluzione di problemi semplici di termofluidodinamica applicata, in presenza di scambi termici, per mezzo di codici numerici commerciali.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’obiettivo formativo di questo insegnamento è quello di fornire gli elementi necessari per procedere alla soluzione numerica delle equazioni differenziali proprie della termofluidodinamica, con riferimento all’equazione generalizzata della conduzione, alle equazioni di Navier Stokes di continuità, di quantità di moto e dell’energia: lo studente deve sviluppare la capacità di definire in modo adeguato il dominio di calcolo, le proprietà fisiche e le condizioni al contorno, effettuando le corrette semplificazioni ingegneristiche, necessarie al fine di risolvere un semplice caso di studio.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Per procedere alla soluzione numerica delle equazioni differenziali proprie della termofluidodinamica lo studente, oltre a conoscere tali equazioni, deve sviluppare la capacità di effettuare, in modo corretto, le semplificazioni ingegneristiche, necessarie al fine di risolvere un semplice caso di studio.

Gli argomenti presentati nel corso delle lezioni e l’attività, svolta in modo autonomo, portano allo studente la capacità di analizzare un concreto problema termofluidodinamico allo scopo  di definire in modo adeguato il dominio di calcolo, le proprietà fisiche dei fluidi e dei materiali presenti ed, infine, le condizioni al contorno, in modo da impostare correttamente la procedura di soluzione, per mezzo di un codice CFD (Computational Fluid Dynamics) commerciale.

L’insieme di tutti questi obiettivi è finalizzato a sviluppare la capacità di risolvere correttamente, con gli strumenti forniti dalla CFD, piccoli problemi semplici di termofluidodinamica

Modalità didattiche

Il corso e’ costituito da 36 ore di lezioni frontali e da 24 ore di esercitazione numerica svolte con l’ausilio del calcolatore.

Il corso è erogato in lingua italiana.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Principali metodi di discretizzazione. Equazione di Fourier; eq  di Navier Stokes con le equazioni di continuità, quantità di moto ed energia. Principali metodi di discretizzazione. Cenni sui modelli di turbolenza. Condizioni al contorno e loro discretizzazione. Scambio termico per irraggiamento: metodi numerici e di discretizzazione e loro applicabilità.  Applicazioni  numeriche.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

H. K. Versteeg, W. Malalasekera, An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method  2007, 3RD ed.

(H. K. Versteeg, W. Malalasekera, An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method  1995, 2RD ed,)

Jiyuan Tu, Guan Heng Yeoh, Chaoqun Liu, Computational Fluid Dynamics, Second Edition: A Practical Approach Paperback – November 7, 2012,

Richard H. Pletcher, John C. Tannehill, Dale Anderson, Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer, Second Edition, 1997

G. Comini, G. Croce, E. Nobile,FONDAMENTI DI TERMOFLUIDODINAMICA COMPUTAZIONALE, SGEditoriali, Padova, 2008, 3a Edizione

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Mercoledi' 12-13

Commissione d'esame

FRANCESCO DEVIA (Presidente)

MARIO MISALE

DAVIDE BORELLI

MARCO FOSSA

JOHAN AUGUSTO BOCANEGRA CIFUENTES

GUGLIELMO LOMONACO (Presidente Supplente)

LEZIONI

Modalità didattiche

Il corso e’ costituito da 36 ore di lezioni frontali e da 24 ore di esercitazione numerica svolte con l’ausilio del calcolatore.

Il corso è erogato in lingua italiana.

ESAMI

Modalità d'esame

L’esame orale e’ costitutivo dalla presentazione e dalla successiva discussione orale di una analisi CFD svolta autonomamente dallo studente.

Modalità di accertamento

L'accertamento della preparazione della studente avverra’ grazie alla discussione orale della relazione, scritta, che lo studente e' tenuto a presentare (in formato cartaceo o .pdf) al momento della verifica finale.

Durante la discussione, lo studente deve:

  • descrivere il caso di studio,
  • descrivere e giustificare le ipotesi semplificative che lo hanno portato alla definizione del modello per l'analisi CFD,
  • descrivere la scelta della forma delle equazioni di Navier Stokes utlizzate per la soluzione,
  • descrivere la corrispondenza tra le condizioni reali e le condizioni al contorno utilizzate nella risoluzione numerica,
  • descrivere e commentare i risultati, utilizzando, se necessario, l'ausilio di risultati disponibili in letteratura per casi analoghi,

La Commissione valuta l'adeguatezza dell’esposizione dello studente e la sua capacità di rispondere a eventuali obiezioni e richieste di chiarimenti.