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Emanuele Ghedini

Professore ordinario

Dipartimento di Ingegneria Industriale

Settore scientifico disciplinare: IIND-07/C Fisica dei reattori nucleari

Temi di ricerca

Parole chiave: applicazioni industriali dei plasmi plasmi termici ontologie per materiali sintesi di nanoparticelle simulazione numerica

  1. Modellazione fisico-matematica e sviluppo di codici per la simulazione di sorgenti di plasma termico per processi industriali.
  2. Calcolo delle proprietà termodinamiche e di trasporto dei plasmi per diverse miscele di gas.
  3. Progettazione e caratterizzazione sperimentale di sorgenti di plasma per il taglio di materiali metallici.
  4. Trattamento e sintesi di materiali mediante plasma termico (e.g. sintesi di nanoparticelle, sferoidizzazione di polveri metalliche/ceramiche)
  5. Diagnostica dei plasmi termici.


  1. Modellazione fisico-matematica e sviluppo di codici per la simulazione di sorgenti di plasma termico per processi industriali. I modelli sviluppati coprono la maggior parte delle tipologie di sorgenti plasma di interesse industriale: torce ad arco trasferito per saldatura e taglio di materiali, torce ad induzione per la sintesi ed il trattamento di materiali, torce ad arco non transferito, archi a corrente continua per applicazioni metallurgiche. Nel modello sono inclusi anche i processi di trattamento di materiale in particolare per: sintesi di nanoparticelle, trattamento di polveri micrometriche, trattamento di rifiuti (e.g. distruzione, vetrificazione), saldatura MIG-TIG, taglio di materiali metallici, sintesi di nanostrutture di carbonio.
  2. Calcolo delle proprietà termodinamiche e di trasporto dei plasmi per diverse miscele di gas. Sviluppo di codici per il calcolo delle proprietà di trasporto di plasmi a composizione variabile, in condizioni di equilibrio e di non-equilibrio, secondo il metodo Chapman-Enskog per la soluzione linearizzata dell'equazione di Boltzmann.
  3. Progettazione e caratterizzazione sperimentale di sorgenti di plasma per il taglio di materiali metallici. La simulazione numerica è utilizzata per la progettazione di torce al plasma per il taglio di materiali in stretta collaborazione con l'industria. Diverse tecniche diagnostiche sono utilizzate per la caratterizzazione del processo, tra le quali: high speed imaging, schlieren imaging, optical emission spectroscopy.
  4. Trattamento e sintesi di materiali mediante plasma termico. L'attività copre lo sviluppo di codici per lo scambio termico tra plasma e materiale da trattare. In partocolare: sviluppo di modelli lagrangiani discreti per la previsione della storia termica di particelle micrometriche all'interno di una scarica di plasma, sviluppo di codici per previsione della sintesi, crescita e trasporto di nanoparticelle all'interno di reattore al plasma, sviluppo di codici per la saldatura MIG-TIG.
  5. Diagnostica dei plasmi termici: high speed imaging, schlieren imaging, optical emission spectroscopy, enthalpy probe measurements.

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