PRESENTAZIONE

Il corso si articola su due parti distinte ma interagenti: la prima riguarda i  fondamenti teorici della turbolenza; la seconda riguarda l’introduzione di metodi di tipo CFD e  applicazione a problemi di interesse aeronautico/aero-elastico. Le due parti non possono sopravvivere indipendentemente: l’assenza di basi teoriche della turbolenza rende l’utilizzo delle tecniche di tipo CFD  alla stregua di veri e proprio black-box, le cui uscite possono essere fuori  controllo ad un utente non esperto.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Acquisire una visione critica delle strategie numeriche di simulazione della turbolenza (sviluppata ed in transizione), sia di tipo RANS che di tipo LES. Cio' dovra' tradursi in un utilizzo maturo di tali strategie, basato sulla consapevolezza che esse non sono la realta' ma una sua modellizzazione e, come tale, suscettibile ad errori, anche rilevanti.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso si propone di introdurre i concetti chiave della stabilità idrodinamica e della transizione verso la turbolenza.  Lo studio della turbolenza  si baserà anche sulle equazioni mediate di Reynolds e della Large-eddy simulation (LES).  Verrà inoltre introdotta la filosofia CFD  con speciale enfasi al modello open source, OpenFoam, di cui si illustrerà il funzionamento mediante lezioni frontali in laboratorio informatico.

MODALITA' DIDATTICHE

Corso tenuto in modalità tradizionale mediante lezioni frontali con ampio spazio alle esercitazioni finalizzate a fissare i concetti fondamentali.   Sono previste due prove scritte, una  a metà corso ed una a fine corso cui seguirà, per gli studenti che passeranno entrambe le prove, una prova orale. I docenti possono essere contattati dagli studenti per domande o richieste di approfondimento nel corso del semestre nelle ore di ufficio o al di fuori previo accordo.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Breve richiamo dei concetti fondamentali di meccanica dei fluidi;

Stabilità non viscosa e viscosa: equazioni di Rayleigh, Orr-Sommerfeld e Squires

Transizione a turbolenza mediante il formalismo dei sistemi dinamici;

Turbolenza completamente sviluppata: descrizione statistica;

Proliferazione dei gradi di libertà e necessità di modelli  di turbolenza di tipo coarse-grained;

Le strategie RANS, LES e DNS;

Il codice per la CFD OpenFoam ed utilizzo in aula informatica.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

P.J. Schmid e D.S. Henningson, Stability and Transition in Shear Flows, Springer, 2001

U. Frisch, Turbulence, Cambridge Univ. Press. 1995;

E. Ott, Chaos in Dynamical Systems, Cambridge Univ. Press. 1993;

T. Bohr et al,  Dynamical system approach to turbulence, Cambridge Univ. Press. 1998;

J. M. McDonough, Introductory lectures on Turbulence, University of Kentucky, 2004

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ANDREA MAZZINO (Presidente)

ALESSANDRO BOTTARO

JAN OSCAR PRALITS

LEZIONI

Orari delle lezioni

TRANSIZIONE E TURBOLENZA

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

.   A regime, la prova d’esame sarà costituita da una prova scritta e da una orale.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Prova scritta obbligatoria ed orale facoltativo

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Propedeuticità :

Conoscenze di base di Meccanica dei Fluidi.