La termofluidodinamica numerica, detta comunemente CFD (Computational Fluid Dynamics), costituisce oggi un elemento essenziale nell¿analisi e nel progetto di sistemi ingegneristici complessi di interesse industriale, nonche¿ nella ricerca applicata in generale.
Questo corso ha carattere introduttivo. Vengono presentate e discusse le basi generali delle 3 classi di metodi numerici più comunemente utilizzati nella soluzione di problemi di termofluidodinamica: differenze finite, elementi finiti, volumi finiti.|
Partendo dallo studio di semplici problemi scalari, stazionari, unidimensionali, si giunge alla soluzione di problemi vettoriali, transitori, bidimensionali. L¿enfasi e¿ sui problemi dominati dalla convezione, in presenza di strati limite.
L¿impostazione del corso e¿ di tipo ingegneristico, finalizzata alla conoscenza critica dei fondamenti dei diversi metodi computazionali e alla loro implementazione in codici di calcolo commerciali (ad es. FLUENT e simili) o di ricerca. Vengono considerate diverse applicazioni pratiche, inclusi i casi ¿classici¿ delle cavita¿ lid-driven e buoyancy-driven, utilizzando del software preesistente, installato sulle macchine disponibili presso il Laboratorio di termofluidodinamica numerica del Dipartimento di Energetica.
Prerequisiti: elementi di calcolo numerico, fluidodinamica, trasmissione del calore.

IL CORSO VERRA' TENUTO IN LINGUA INGLESE

 Richiami alle equazioni della termofluidodinamica (equazioni di Navier-Stokes) in forma differenziale e integrale. [2 ore]
 Analisi e soluzione di un problema modello di conduzione-convezione, scalare, dipendente dal tempo:
¿ Differenze finite 1-D e 2D. [6 ore]
o Schemi upwind
o Metodi di avanzamento in tempo
o Consistenza, stabilità, convergenza
o Accuratezza in spazio e tempo
o Cenno ai problemi non-lineari
o Metodo Alternating Direction Implicit.
¿ Elementi finiti 1-D e 2-D. [6ore]
o Formulazione debole
o Metodi di Galerkin e di Petrov-Galerkin (SUPG)
o Generazione della mesh e cenno ai metodi adattivi
o Calcolo della matrice elementare e assemblaggio della matrice globale
o Stima dell¿errore
o Confronto con le differenze finite.
 Volumi finiti per la soluzione di un problema vettoriale 2-D (fluido viscoso in moto incomprimibile). [6ore]
¿ Formulazione conservativa
¿ Approssimazione dei flussi
¿ Iterazioni interne ed esterne
¿ Algoritmi tipo SIMPLE.


CALENDARIO

May 14 16-19 room 19
May 15 10-13 room 19A
May 21 10-13 room 13
May 21 16-19 room 6C
May 22 10-13 room 17A
May 24 16-18 room 5B
May 25 10-13 room 9B