Sono due i principali obiettivi formativi del corso. 1) Acquisire una visione critica delle strategie numeriche di simulazione della turbolenza, 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. 2) Acquisire le conoscenze di base per l'utilizzo (in aula informatica) del codice CFD open sorce denominato OpenFOAM.
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.
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.
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.
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
ALESSANDRO BOTTARO (Presidente)
JOEL ENRIQUE GUERRERO RIVAS
ANDREA MAZZINO
JAN OSCAR PRALITS
TURBOLENZA E MODELLI CFD
. A regime, la prova d’esame sarà costituita da una prova scritta e da una orale.
Prova scritta obbligatoria ed orale facoltativo
Propedeuticità :
Conoscenze di base di Meccanica dei Fluidi.
