PRESENTAZIONE

La fluidodinamica computazionale (CFD) sta assumendo un ruolo fondamentale nella progettazione navale, quale complemento (e talvolta sostitutivo) delle classiche prove sperimentali. Conoscere le basi teoriche dei diversi approcci numerici possibili, i campi di applicabilità, le limitazioni ed il tipo di risultati ottenibili risulta pertanto fondamentale per una applicazione ragionata dei diversi metodi di calcolo attualmente disponibili.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Iniziare lo studente alle più recenti teorie e tecniche di soluzione numerica dei problemi tipici dell'architettura navale con codici di calcolo. Fornire le basi teoriche di ciascun metodo proposto e presentare applicazioni di esempio per ciascun metodo che ne evidenzino la utilità d'uso nella progettazione navale ed i limiti di applicabilità.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Nel dettaglio il corse si propone di fornire una conoscenza teorico/applicativa dell’idrodinamica numerica approfondendo aspetti quali:

• Definizione delle equazioni della meccanica dei fluidi;
• Aspetti teorici delle principali metodologie (metodi a potenziale: linea portante, superficie portante, BEM; metodi viscosi: RANSE) per la soluzione numerica del moto di un fluido attorno a geometrie di interesse dell'ingegneria navale (appendici idrodinamiche, timoni, eliche, carene, vele ...) e la conseguente caratterizzazione delle prestazioni idrodinamiche di tali geometrie (determinazione della resistenza di carena in prove di puro rimorchio, calcolo delle prestazioni dell'elica al variare del coefficiente di avanzo, caratterizzazione di lift e drag di profili alari)

Avvalendosi di:

• Sviluppo di codici numerici basati sulle teorie sviluppate nel corso di studio (metodi a potenziale per problemi 2D) uin un ambiente di programmazione opportuno (MatLAB, C++, Fortran...).
• Esercitazioni con software RANSE a volumi finiti (Siemens STARCCM+) per la soluzione del flusso viscoso attorno a geometrie di interesse navale

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali (circa 35 ore) ed esercitazioni al calcolatore (25 - 30 ore) per lo sviluppo dei propri codici di calcolo e l'applicazione del solutore RANSE proposto.

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Brevi richiami di meccanica dei continui
• Metodi a potenziale (teoria ed implementazione numerica al calcolatore per problemi 2D e 3D):
  • Profili sottili
  • Linea portante
  • Superficie portante
  • Metodi a pannelli 2D (Hess&Smith)
• Metodi RANSE (teoria, mesh, solutori, per fluidi singola fase e multifase, problemi 2D e 3D):
  • Profili in flusso stazionario, profili in flusso non stazionario, il problema dello stallo
  • Vortici di von Karman dietro a cilindro
  • Mesh mobili
  • Problemi multifase 2D (rollio forzato, impatto di corpi sulla superficie libera, cavitazione)
  • Ali 3D e vortici di estremità
  • Elica in flusso stazionario
  • Resistenza di carena (prova di rimorchio)

TESTI/BIBLIOGRAFIA

J. Katz & A. Plotkin, "Low Speed Aerodynamics - From wing theory to panel method", McGraw-Hill

J.H. Ferziger & M. Peric, "Computational Methods for Fluid Dynamics", Springer

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

STEFANO GAGGERO (Presidente)

GIULIANO VERNENGO

DIEGO VILLA (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/8738/p/studenti-orario

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste in una prova orale (indipendentemente dalle date indicate a calendario, da concordarsi in base alle reciproche esigenze), prevalentemente basata sulla una presentazione dell'elaborato (sviluppo di un codice di calcolo per uno specifico problema fluidodinamico, applicazione del solutore RANSE, analisi e commento dei risultati) sviluppato dallo studente durante il semestre.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame, organizzato in un colloquio orale e nella discussione dell'elaborato, mira a valutare le capacità di analisi critica dei risultati e delle metodologie adottate (limitazioni, possibili sviluppi ed implementazioni differenti) sviluppata dallo stidente. La padronanza delle tematiche affrontatre a lezione, la capacità di contestualizzarle nell'ambito dell'esercitazione assegnata, la discussione critica dei risultati alla luce delle metodologie utilizzate , la comprensione dei concetti e dei problemi, unite allla capacità argomentativa rappresentano i punti chiave della valutazione del lavoro svolto nel corso del semetre.

Calendario appelli