B020726 - FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE (6 CFU)

ITALIANO

Parte I :
 Elements of Gas dynamics Liepman & Rosho Mc Graw-Hill ISBN 0-07-048197-0
 Compressible Fluid Dynamics Shapiro - ISBN ISBN 0-13-308552-X

Parte II :
 “Computational Fluid Dynamics - The Basics with Applications” John David Anderson
 “Numerical Computation of Internal and External Flows” – Volume 1 e II– C.Hirsch
 “Computational Fluid Dynamics for Engineers . Volume I e II” – K.A.Hoffmann-S.T.Chiang

Parte III
 “Introduction to Turbulent Flow” J.Mathieu,J.Scott –Cambridge University press, ISBN 0 521570662
 “Boundary-Layer Theory” - Dr. Hermann Schlichting – McGraw-Hill Series in Mechanical Engineering
 “A First Course in Turbulence “ H.Tennekes & J.L. Lumley, ISBN 0 262 20019 8

Parte IV
 Appunti del Corso Francesco Martelli
 “Fluid Dynamics and Heat Transfer of Turbomachinery” – Budugur Lakshminarayana

Parte V
 “Gas Turbine Combustion” Arthur H.Lefebvre
 Appunti del Corso Francesco Martelli
 Swirl Flow A.K. Gupta , D.G.Lilley

L’obiettivo del corso è di fornire gli strumenti concettuali e metodologici di base per lo studio quantitativo dei fenomeni di fluidodinamica di interesse per l'ingegnere meccanico. Su questi basi vengono poi presentati ed applicati i conseguenti strumenti specificatamente sviluppati per analizzare e progettare funzionalmente gli apparati di interesse Meccanico ovvero: Impianti di conversione energetica, Turbomacchine, Apparati industriali di Combustione,anche attraverso l’uso e la familiarizzazione con codici fluidodinamici.

Lezioni frontali, ed esercitazioni pratiche con strumenti di calcolo, elaborazione di ricerche monografiche (facoltative)

Esame solo orale; possibilità di sviluppare un elaborato come parte dell’esame.

Sintesi del programma in italiano (max circa 10 righe)
L’obiettivo del corso è di fornire gli strumenti concettuali e metodologici di base per lo studio quantitativo dei fenomeni di fluidodinamica di interesse per l'ingegnere meccanico. Su questi basi vengono poi presentati ed applicati i conseguenti strumenti specificatamente sviluppati per analizzare e progettare funzionalmente gli apparati di interesse Meccanico ovvero: Impianti di conversione energetica, Turbomacchine, Apparati industriali di Combustione.

Il corso si divide in cinque parti:

PARTE I : Approfondimenti di Fluidodinamica Generale (27 h)-4,5 (FM)
Gli argomenti trattati sono:
Argomento 1. Equazioni generali di bilancio dei sistemi fluidi continui, Fluidi Newtoniani, deduzione e commento Eq. Navier stokes, Vorticità e varie forme;
Argomento 2. Discussione Ordini di grandezza e definizione di modelli semplificati, Numeri adimensionali;
Argomento 3. Flussi Euleriani , Eq.Crocco, Eq. In coordinate naturali, Potenziale, Funzione di corrente Flussi Incomprimibili e subsonici;
Argomento 4. Flussi Euleriani Supersonici, Urti Obliqui, Prandt-mayer Caratteristiche;
Argomento 5. Modello di Strato limite, Incomprimibile/comprimibile. , equazioni Integrali
Argomento 6. Transizione e Turbolenza.

PARTE II : Metodi Numerici di Soluzione (CFD) (15h)-7(SS)
Argomento 1. Teoremi Base e Discretizzazioni dello spazio –Tipologie di griglie
Argomento 2. Discretizzazioni delle equazioni (EF-VF-DF)
Argomento 3. Metodi Centrati , upwind , Metodi numerici di soluzione e stabilità
Argomento 4. Metodi per flussi comprimibili (Time marching)
Argomento 5. Metodi per flussi incomprimibili (Pressare Correction-Chorin..)
Argomento 6. Simulazioni un steady
Argomento 7. Post processing a pre processing

PARTE III : Modelli fisici (SS)
Argomento 1. Modellistica della Turbolenza (9h)-8,5
Argomento 2. Modelli alla bousinesque (algebrici, eq.di trasporto, Low reynolds)
Argomento 3. Modelli Reynolds stress
Argomento 4. Modelli avanzati: LES- DNS , Metodi numerici di soluzione e stabilità
Argomento 5. cenni ai Modelli di Combustione

PARTE IV : Modelli per le Macchine (15h)-11
Argomento 1. Modelli Per le turbomacchine; M-L,
Argomento 2. NISRE, Through Flow ,e Media tangenziale
Argomento 3. Flussi Secondari Fenomenologia e controllo
Argomento 4. Calcoli 3D e di stadio;
Argomento 5. Problemi di progetto palettature

PARTE V : Modelli per le Camere di Combustione delle Macchine(9h)-12,5
Argomento 1. Camere di Combustione : Richiami e e Cinetica
Argomento 2. Sistemi di combustione DLN per GT. Progetto –Analisi (reti reattori, Liner e foratura )
Argomento 3. Sperimentazione nelle Camere e Similitudine;
Argomento 4. Simulazioni CFD di Sistemi di Premiscelamento confronto con metodi exp.
Argomento 5. Modellistica della combustione- CFD 3-D Reattivi, Instabilità di combustione
Argomento 6. Camere C. Industriali e Fuel Flexibility.