Acquisire capacità di analisi e sintesi di problemi tipici della fluidodinamica, apprendimento e applicazione delle principali metodologie di analisi teorico-numeriche utilizzate nell’ambito della ricerca applicata e della progettazione nel settore delle tecnologie marine.
scheda docente materiale didattico
Fondamenti di Turbolenza: fenomenologia e teoria di Kolmogorov. Decomposizione di Reynolds, modelli di turbolenza e metodi RANS.
Fondamenti di Fluidodinamica Numerica, metodi alle differenze finite ed ai volumi finiti. Problemi stazionari e non stazionari (metodi implici ed espliciti).
Programma
Teoria potenziale in 3D. Secondo teorema di Green e fuzione di Green. Sorgenti e vortici. Il Metodo dei Pannelli.Fondamenti di Turbolenza: fenomenologia e teoria di Kolmogorov. Decomposizione di Reynolds, modelli di turbolenza e metodi RANS.
Fondamenti di Fluidodinamica Numerica, metodi alle differenze finite ed ai volumi finiti. Problemi stazionari e non stazionari (metodi implici ed espliciti).
Testi Adottati
Dispense fornite dal docente.Modalità Erogazione
Il corso si svolge mediante lezioni frontali in aula ed esercitazioni al calcolatore. Il materiale didattico viene messo a disposizione attraverso il sito del docente o tramite le piattaforme Moodle e/o MS Teams.Modalità Frequenza
.Modalità Valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova orale. Le date di esame per l'insegnamento seguiranno il calendario di esami del Collegio Didattico di Ingegneria Meccanica. Sarà prevista una data di esame per ogni appello a partire della quale saranno rese disponibili altre giornate per sostenere l’esame. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19 saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche e della valutazione degli studenti. La valutazione degli studenti si svolgerà mediante l’utilizzo di piattaforme informatiche opportune (ad es. MS Teams) secondo le linee guida opportunamente predisposte dagli organi competenti. scheda docente materiale didattico
Metodi numerici basati sulla teoria potenziale: secondo teorema di Green, funzione di Green di spazio libero, potenziale di sorgente, velocità indotta da un vortice, elementi integrali di contorno, metodo dei pannelli.
Cenni sulla generazione della portanza su corpi aerodinamici. Profili alari e loro polari. Il caso di corpi 3D, la resistenza indotta, cenni alla teoria del filetto portante.
Elementi di analisi dei segnali: serie e trasformate di Fourier. Elementi di probabilità e statistica: densità di probabilità, momenti statistici, processi stocastici, spettri e correlazioni di segnali non deterministici, formule di Wiener.
Elementi di turbolenza: fenomenologia della turbolenza, cascata dell’energia e teoria di Kolmogorov. Approccio RANS: equazioni generali e principali modelli. Cenni alle tecniche LES.
Strato limite, metodi integrali e soluzioni simili (soluzioni di Blasius e Falkner-Skan). Strato limite turbolento.
Tecniche di discretizzazione e di integrazione: consistenza, accuratezza, convergenza e stabilità, metodi alle differenze finite, volumi finiti, cenni a metodi spettrali ed Elementi Finiti, schemi espliciti, impliciti, Crank-Nicholson, ADI. Esercitazioni pratiche mediante l’utilizzo di un codice industriale.
Programma
Richiami di fluidodinamica: equazioni di governo per flussi viscosi e potenziali, forme adimensionali delle equazioni della fluidodinamica, gruppi adimensionali e problemi di similitudine, equazioni nella forma conservativa.Metodi numerici basati sulla teoria potenziale: secondo teorema di Green, funzione di Green di spazio libero, potenziale di sorgente, velocità indotta da un vortice, elementi integrali di contorno, metodo dei pannelli.
Cenni sulla generazione della portanza su corpi aerodinamici. Profili alari e loro polari. Il caso di corpi 3D, la resistenza indotta, cenni alla teoria del filetto portante.
Elementi di analisi dei segnali: serie e trasformate di Fourier. Elementi di probabilità e statistica: densità di probabilità, momenti statistici, processi stocastici, spettri e correlazioni di segnali non deterministici, formule di Wiener.
Elementi di turbolenza: fenomenologia della turbolenza, cascata dell’energia e teoria di Kolmogorov. Approccio RANS: equazioni generali e principali modelli. Cenni alle tecniche LES.
Strato limite, metodi integrali e soluzioni simili (soluzioni di Blasius e Falkner-Skan). Strato limite turbolento.
Tecniche di discretizzazione e di integrazione: consistenza, accuratezza, convergenza e stabilità, metodi alle differenze finite, volumi finiti, cenni a metodi spettrali ed Elementi Finiti, schemi espliciti, impliciti, Crank-Nicholson, ADI. Esercitazioni pratiche mediante l’utilizzo di un codice industriale.
Testi Adottati
Il principale materiale didattico dell'insegnamento è costituito dalle dispense realizzate dal docente ed utilizzate durante le lezioni, reperibili dal sito del docente (link comunicato all’inizio del corso).Bibliografia Di Riferimento
[1] Anderson, J.D.Jr, “Computational Fluid Dynamics – The Basics with Applications”, McGraw-Hill, 1995. [2] An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method, Henk Kaarle Versteeg, Weeratunge Malalasekera, Pearson Education. [3] Ferziger, J.H. and M. Perić, “Computational Methods for Fluid Dynamic”, Springer, 2002.Modalità Erogazione
Il corso si svolge mediante lezioni frontali in aula ed esercitazioni al calcolatore. Il materiale didattico viene messo a disposizione attraverso il sito del docente o tramite la piattaforma Moodle. Il corso viene integrato da seminari tenuti da personale di alto profilo proveniente da industrie o centri di ricerca. Sono previste anche visite didattiche presso centri di ricerca ed aziende dell’area romana operanti nel settore delle tecnologie del mare. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19 saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche e della valutazione degli studenti. Per lo svolgimento delle lezioni si prevede la pubblicazione di video-lezioni (mediante la piattaforma Moodle) e l’utilizzo di piattaforme informatiche opportune (ad es. MS Teams o Skype) per supportare lo svolgimento delle lezioni e il ricevimento studenti in modalità telematica.Modalità Frequenza
La frequenza non è obbligatoria ma suggerita.Modalità Valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova orale. Le date di esame per l'insegnamento seguiranno il calendario di esami del Collegio Didattico di Ingegneria Meccanica. Sarà prevista una data di esame per ogni appello a partire della quale saranno rese disponibili altre giornate per sostenere l’esame. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19 saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche e della valutazione degli studenti. La valutazione degli studenti si svolgerà mediante l’utilizzo di piattaforme informatiche opportune (ad es. MS Teams) secondo le linee guid0a opportunamente predisposte dagli organi competenti.