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Anno Accademico 2007/08
02IVXIV
Metodi numerici in termofluidodinamica
Dottorato di ricerca in Energetica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Zanino Roberto ORARIO RICEVIMENTO PO ING-IND/19 20 0 0 0 7
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
*** N/A ***    
Obiettivi dell'insegnamento
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 pił 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.
Programma
 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, stabilitą, 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.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2007/08
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