65776 - TECNICHE DI MODELLISTICA E SIMULAZIONE PER L'ENERGETICA M

Conoscenze e abilità da conseguire

Conoscenze di base relative alla modellistica e alla simulazione di sistemi di interesse per l'ingegneria energetica. Modello fisico-matematico per fenomeni di trasporto e sua discretizzazione. Fondamenti e modellazione della dinamica turbolenta. Generazione di Vgriglie computazionali e visualizzazione dei risultati. Applicazioni a problemi industriali e di ricerca (atomizzazione, combustione, magnetofluidodinamica e tecnologie plasma assistite). Introduzione al calcolo parallelo.

Contenuti

Il corso si prefigge come obiettivo principale l'introduzione dello studente alle tecniche di modellistica e simulazione numerica. Durante il corso saranno trattati gli aspetti principali matematici e numerici che conducono alla modellizazione, discretizzazione numerica e soluzione delle principali equazioni che descrivono i sistemi energetici. Parte del corso sara' dedicato ad un progetto che permette di verificare la diretta applicazione delle nozioni teoriche imparate precedentemente. Il corso e' diviso in tre moduli insegnati da docenti diversi (S.Manservisi, R. Scardovelli e G.Cazzoli) e prevede tre tipi di attivita'.

Modellistica e simulazione numerica (S.Manservisi):
• Modellazione dei sistemi energetici. Modellazione multiscala e multifisica. Soluzione debole e classica dei modelli ad equazioni differenziali. Formulazione debole e variazionale per equazioni di conservazione. Spazi funzionali per la modellazione delle equazioni. Modellazione delle rilevanti equazioni ingegneristiche.
• Approssimazione numerica. Approssimazione ed interpolazione degli spazi di soluzione. Metodo delle differenze finite, metodo dei volumi finiti e metodo degli elementi finiti. Applicazione delle tecniche di approssimazione alle equazioni rilevanti dell'ingegneria.
• Soluzione di modelli numerici discretizzati (questa sezione e' svolta alternando lezioni ed a esercitazioni). Installazione e uso di librerie per solutori algebrici lineari. Uso di librerie open-source per la soluzione di sistemi discretizzati mediante volumi finiti ed elementi finiti.

Approfondimenti su argomenti specifici (R.Scardovelli):
- Visualizzazione scientifica: il software Paraview; il programma gnuplot.
- Metodi multigriglia per risoluzione di sistemi algebrici: principio del solutore multigriglia; ciclo a V e ciclo W.
- Modelli numerici di convezione e di turbolenza

Esercitazione e uso di software scientifico (G. Cazzoli e S.Manservisi) :
Uso del software open source OpenFoam per simulazioni fluidodinamiche
Uso delle librerie open-source LibMesh per la soluzione di sistemi discretizzati mediante volumi finiti ed elementi finiti

Testi/Bibliografia

Testo di riferimento: il corso sara' basato su dispense del docente
Testo per approfondimenti: Numerical Model for Differential Problems, A. Quarteroni, Springer (2009)

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Discussione orale di un progetto e simulazione assegnato dal Docente

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Sandro Manservisi