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03-Aerotermodinamica, Magnetofluidodinamica e dinamica dei plasmi
Modellazione numerica di scariche a barriera di dielettrico per attuatori al plasma
Parole chiave ATTUATORI AL PLASMA, CONTROLLO AERODINAMICO, PLASMA, SCARICHE A BARRIERA DI DIELETTRICO
Riferimenti DOMENIC D'AMBROSIO
Gruppi di ricerca 03-Aerotermodinamica, Magnetofluidodinamica e dinamica dei plasmi
Tipo tesi NUMERICA E TEORICA
Descrizione Le tecnologie di controllo del flusso hanno il potenziale per migliorare l'efficienza, la stabilità e il controllo aerodinamico. Il concetto fondamentale alla base delle tecnologie di controllo del flusso è quello di apportare un cambiamento significativo nel campo aerodinamico attraverso mezzi focalizzati, attentamente modulati e preferibilmente con un minimo dispendio di energia. Le applicazioni tradizionali di controllo del flusso comprendono l'aspirazione, il soffiaggio, le protuberanze, i generatori di vortici e gli spoiler. Tuttavia, storicamente, molti di questi metodi si sono rivelati costosi e complessi. Le innovazioni in grado di cambiare questa situazione includono la miniaturizzazione di sensori e attuatori, miglioramenti nei controlli automatici e l'introduzione di nuovi attuatori come getti sintetici, che non richiedono alimentazione d'aria, plasmi, nuovi materiali e l'integrazione di dispositivi.
Un'opzione promettente coinvolge l'utilizzo di gas ionizzato e campi elettrici per generare flusso di quantità di moto e variazioni di forza senza parti in movimento e senza alterare la sagoma di un velivolo. Questa tecnica sfrutta i vantaggi dei sistemi elettronici/meccanici per influenzare il controllo del flusso senza il peso e la complessità associati a questi sistemi. In questo contesto, lo sviluppo e la validazione di modelli teorici che prevedono la formazione di plasma e la sua interazione con l'aerodinamica sono essenziali.
Proponiamo una tesi in cui il candidato dovrà studiare modelli fisici e metodi numerici pertinenti alla simulazione delle scariche a barriera di dielettrico (DBD), un tipo di attuatore al plasma attivamente studiato negli ultimi due decenni. Il lavoro prenderà ispirazione da una passata tesi di dottorato e dal codice di simulazione correlato, sviluppati qualche anno fa sotto la supervisione del proponente della tesi. Inizialmente, lo studente riprenderà il codice sorgente scritto durante il dottorato, eseguirà alcune simulazioni descritte nella tesi di dottorato a scopo di verifica e considererà la possibilità di aggiungere nuovi modelli fisici al tool di simulazione numerica, o di migliorare la metodologia numerica per ottenere maggiore efficienza e precisione. Lo studente svilupperà anche tecniche per trasferire le forze generate dall'attuatore al plasma e calcolate dal tool di simulazione numerica a un codice CFD, replicando l'effetto della scarica DBD su un campo di moto aerodinamico. L'argomento è sufficientemente ampio da consentire più di una tesi, e ciascuna tesi potrebbe essere svolta in parallelo o in sequenza, a seconda dei tempi.
Conoscenze richieste Si richiede che lo studente abbia una minima familiarità con le tecniche di programmazione, in qualsiasi linguaggio. La conoscenza del Fortran rappresenterebbe un elemento preferenziale, ma anche C++, Python, Basic, o Matlab possono andare bene. Non cerchiamo un programmatore esperto, ma uno studente che abbia interesse nella programmazione e sia propenso a continuare a farlo nella tesi. La frequenza di corsi del percorso in Aerogasdinamica è preferibile, ma siamo aperti a tutti gli studenti della Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale, purché siano curiosi, intraprendenti e volenterosi. Chi desidera candidarsi può scrivere via e-mail al docente, allegando un CV che contenga anche le valutazioni degli esami fin qui superati. La tesi avrà una durata minima di quattro mesi e normalmente non dovrebbe superare i sei mesi. Non è richiesto che lo studente abbia completato gli esami, ma che non ne debba ancora superare più di due o tre (per esempio quelli dell'ultimo semestre). La tesi è impegnativa, ma certamente affrontabile da uno studente motivato e capace.
Scadenza validita proposta 24/01/2025
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