CODICE 108102 ANNO ACCADEMICO 2025/2026 CFU 4 cfu anno 2 SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI 11430 (LM SC.MAT.) - GENOVA 6 cfu anno 1 ADVANCED MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY 11967 (LM SC.MAT.) - GENOVA 6 cfu anno 1 SUSTAINABLE POLYMER AND PROCESS CHEMISTRY 11950 (LM-71 R) - GENOVA 6 cfu anno 2 SUSTAINABLE POLYMER AND PROCESS CHEMISTRY 11767 (LM-71) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/26 LINGUA Inglese SEDE GENOVA PERIODO 2° Semestre PRESENTAZIONE Sviluppo di modelli per la simulazione numerica di fenomeni di trasporto (materia, energia e quantità di moto) applicati a materiali complessi (es. polimeri) con l'ausilio del codice di calcolo di modellistica computazionale Comsol Multiphysics. Verranno forniti i principi teorici della simulazione numerica avanzata dei problemi che coinvolgono i materiali comunemente impiegati dell'industria di processo, e le competenze tecniche per utilizzare un codice di calcolo per la risoluzione dei modelli che li descrivono. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI L'insegnamento mira a: 1) sviluppare modelli matematici per problemi fluidodinamici 2) acquisire i principi teorici della simulazione numerica avanzata di problemi fluidodinamici 3) utilizzare un codice di calcolo per la risoluzione di tali modelli. Al termine del modulo lo studente avrà acquisito le competenze necessarie per impostare ed eseguire una simulazione numerica e analizzare i risultati di problemi che coinvolgono il trasporto di massa, quantità di moto e calore risolvendo le equazioni governative attraverso un software di fluidodinamica computazionale (CFD). Il software verrà applicato per risolvere diversi problemi di interesse dell'industria di processo e, in particolare, per l'ingegneria di prodotto. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO Al termine del modulo lo studente avrà acquisito le competenze necessarie per impostare ed eseguire una simulazione numerica e analizzare i risultati di problemi che coinvolgono il trasporto di massa, quantità di moto e calore risolvendo le equazioni governative attraverso un software di fluidodinamica computazionale (CFD). Il software verrà applicato per risolvere diversi problemi di interesse dell'industria di processo e, in particolare, per l'ingegneria di prodotto. Risultati d'apprendimento previsti: (i) capacità di sviluppare modelli matematici per problemi fluidodinamici (ii) conoscenza dei principi teorici della simulazione numerica avanzata di problemi fluidodinamici (iii) capacità di utilizzare un codice di calcolo per la risoluzione di tali modelli Profilo Professionale Consigliato: Scienziato dei materiali: specialista nella tecnologia PREREQUISITI Nessuno MODALITA' DIDATTICHE L’intero programma sarà svolto mediante lezioni frontali. Gli appunti relativi a ciascuna lezione saranno disponibili su AulaWeb in raccolte di diapositive in data anteriore alla lezione stessa. PROGRAMMA/CONTENUTO Teoria (3 CFU) Equazioni di bilancio di materia, energia e quantità di moto. Equazione costitutiva per fluidi Newtoniani. Equazioni di Navier-Stokes. Condizioni al contorno per le equazioni di Navier-Stokes e per le equazioni di bilancio di energia. Set-up di una simulazione numerica. Convergenza della griglia di calcolo. Adeguatezza del dominio di calcolo. Simulazioni in stazionario ed in transitorio. Analisi dei risultati. Fluidi non-Newtoniani. Generalità e fenomenologia. Equazioni costitutive per fluidi Newtoniani generalizzati, viscoplastici e viscoelastici. Simulazione numerica di fluidi Newtoniani generalizzati, viscoplastici e viscoelastici. Simulazione della reologia di sospensioni e materiali compositi. Pratica (3 CFU) Introduzione ai codici di calcolo di fluidodinamica computazionale. Esercitazioni di laboratorio per l’utilizzo del codice COMSOL Multiphysics. Definizione e sviluppo della geometria e della griglia. Set-up della simulazione. Definizione dei parametri e delle condizioni al contorno. Risoluzione delle equazioni di bilancio e post-processing dei risultati. Sviluppo di modelli per la simulazione numerica di fenomeni di trasporto: flussi stazionari e transitori, isotermici e non, laminari e turbolenti. soluzioni diluite e concentrate con reazione chimica (equazione convezione-diffusione-reazione). fluidi newtoniani generalizzati, fluidi viscoplastici e viscoelastici. fluidodinamica delle sospensioni. Tracciamento delle particelle. reologia dei materiali compositi. L’insegnamento contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda ONU 2030: Obiettivo 4: Assicurare un’istruzione di qualità, equa ed inclusiva, e promuovere opportunità di apprendimento permanente per tutti Obiettivo 5: Raggiungere l'uguaglianza di genere e l'empowerment (maggiore forza, autostima e consapevolezza) di tutte le donne e le ragazze Obiettivo 9: Costruire una infrastruttura resiliente e promuovere l'innovazione ed una industrializzazione equa, responsabile e sostenibile Obiettivo 12: Garantire modelli sostenibili di produzione e di consumo TESTI/BIBLIOGRAFIA Slide fornite dal docente. R.B. Bird, W.E. Stewart, E.N. Lightfoot, Transport Phenomena, Wiley, 2002 User's guide di COMSOL Multiphysics. Materiale disponibile online su https://www.cfd-online.com Materiale suppletivo sarà fornito a richiesta a studenti lavoratori o studenti con DSA per venire incontro ad esigenze specifiche. DOCENTI E COMMISSIONI MARCO VOCCIANTE Ricevimento: Su appuntamento LEZIONI INIZIO LEZIONI Le lezioni del secondo semestre avranno inizio il 23/2/2026 e termineranno il 19/6/2026, con le interruzioni previste dal calendario didattico della Scuola di Scienze. Il programma delle lezioni è disponibile sul sito https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/. secondo l'orario riportato qui Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME Verifiche periodiche dell’apprendimento – Esame orale finale. La prova orale consisterà in una serie di domande e conseguente discussione sulla risoluzione di un caso studio precedentemente assegnato allo studente, al fine di valutare il corretto raggiungimento degli obiettivi formativi (si veda "modalità di accertamento"). Ulteriori informazioni saranno fornite durante lo svolgimento dell'insegnamento (durante la prima lezione, e successivamente su richiesta dello studente). Per gli studenti disabili o con DSA si rimanda alla sezione Altre Informazioni. MODALITA' DI ACCERTAMENTO La frequenza delle lezioni costituisce un presupposto fondamentale per il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. La discussione della risoluzione del caso studio assegnato permetterà la verifica dell'effettivo conseguimento di tali obiettivi. Contestualmente sarà valutata la capacità di ragionamento critico dello studente e la sua abilità nel rispondere in modo chiaro e diretto a quesiti specifici. In particolare sarà inoltre valutata positivamente la capacità dello studente di applicare le conoscenze teoriche acquisite in risposta a scenari realistici o per la risoluzione di semplici problemi. Qualora gli obiettivi formativi non fossero raggiunti, lo studente sarà invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente. ALTRE INFORMAZIONI Si ricorda alle studentesse e agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) che per poter richiedere adattamenti in sede d'esame occorre prima inserire la certificazione sul sito web di Ateneo alla pagina servizionline.unige.it nella sezione “Studenti”. La documentazione sarà verificata dal Settore servizi per l’inclusione degli studenti con disabilità e con DSA dell’Ateneo, come indicato sul sito federato al link: https://unige.it/disabilita-dsa. Successivamente, con significativo anticipo (almeno 10 giorni) rispetto alla data di esame occorre inviare una e-mail al/alla docente con cui si sosterrà la prova di esame, inserendo in copia conoscenza sia il docente Referente di Scuola per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA (sergio.didomizio@unige.it) sia il Settore sopra indicato. Nella e-mail occorre specificare: • la denominazione dell’insegnamento • la data dell'appello • il cognome, nome e numero di matricola dello studente • gli strumenti compensativi e le misure dispensative ritenuti funzionali e richiesti. Il/la referente confermerà al/alla docente che il/la richiedente ha diritto a fare richiesta di adattamenti in sede d'esame e che tali adattamenti devono essere concordati con il/la docente. Il/la docente risponderà comunicando se sia possibile utilizzare gli adattamenti richiesti. Le richieste devono essere inviate almeno 10 giorni prima della data dell’appello al fine di consentire al/alla docente di valutarne il contenuto. In particolare, nel caso in cui si intenda usufruire di mappe concettuali per l’esame (che devono essere molto più sintetiche rispetto alle mappe usate per lo studio) se l’invio non rispetta i tempi previsti non vi sarà il tempo tecnico necessario per apportare eventuali modifiche. Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il documento: Linee guida per la richiesta di servizi, di strumenti compensativi e/o di misure dispensative e di ausili specifici Agenda 2030 Istruzione di qualità Parità di genere Imprese, innovazione e infrastrutture Consumo e produzione responsabili