Scopo del corso è presentare i fondamenti della simulazione numerica dei flussi turbolenti incomprimibili. In particolare vengono descritti i tre principali metodi numerici di calcolo delle soluzioni dei moti turbolenti: equazioni mediate nel tempo (Reynolds Averaged Numerical Simulations), equazioni mediate localmente nello spazio (Large Eddy Simulations), equazioni complete (Direct Numerical Simulations). I criteri d'uso, i modelli di turbolenza, le possibili applicazioni ingegneristiche, e gli associati strumenti numerici (griglie di calcolo, algoritmi di soluzione, trattamento delle condizioni accessorie) comunemente impiegati nei codici di calcolo industriali sono discussi.

Capacità di affrontare problemi ingegneristici di Meccanica dei Fluidi, per valutare le più importanti quantità globali e locali (forze e momenti, portate, scambi di quantità di moto e termici, tensore degli sforzi viscosi e turbolenti, energia cinetica turbolenta, dissipazione e produzione).

Termofluidodinamica, Aerogasdinamica, Calcolo numerico.

Richiami sui metodi alle differenze finite, volumi finiti ed elementi finiti, per equazioni ellittiche e per problemi di evoluzione: schemi di discretizzazione spaziale ed integrazione temporale, soluzione del sistema lineare, estensione al caso non lineare, estensione al caso multidimensionale.
Griglie di calcolo strutturate e non strutturate.
Metodi numerici per la soluzione delle equazioni di Navier-Stokes per fluidi incompressibili: formulazione funzione di corrente - vorticità, formulazione pressione-velocità.
Cenni sui metodi numerici per la simulazione di flussi compressibili.
Richiami sulla formulazione statistica delle equazioni del moto per flussi turbolenti.
Modelli di chiusura: modelli algebrici, modelli basati su equazioni di trasporto, modelli per gli sforzi di Reynolds.
Cenni sui metodi di simulazioni diretta delle grandi scale del moto per applicazioni ingegneristiche.
Modelli di turbolenza per la simulazione dello scambio termico

Esempi di calcolo in aula e in laboratorio informatico svolti dal docente, o proposti dal docente e svolti dagli studenti, utilizzando codici di calcolo semplificati e codici industriali.

J.H. Ferziger, M. Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer Verlag, 1996.
M. Lesieur Turbulence in Fluids, Kluwer, 1995.
P. Sagaut, Large eddy simulations for incompressibile flows, Sprinte, 2006.

L'esame è orale in tutti gli appelli dell'anno accademico. Esso consiste in due o tre domande poste ad ogni candidato, sviluppate attraverso la discussione o lo svolgimento di brevi esempi di calcolo e dura circa mezz'ora.