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Modellazione e analisi dinamica di un Flap flessibile per la conversione di energia oceanica
Tesi all'estero
Parole chiave ANALISI DINAMICA, ENERGIA DAL MOTO ONDOSO - IDRODINAMICA - MODELLAZ, ENERGIE RINNOVABILI, MATERIALI POLIMERICI, MODELLAZIONE, SIMULAZIONE, SISTEMI DI CONTROLLO
Riferimenti FABIO CARAPELLESE, GIULIANA MATTIAZZO
Riferimenti esterni Dr. Edoardo Pasta
Gruppi di ricerca MOREnergy Lab
Tipo tesi RICERCA NUMERICA
Descrizione La conversione dell'energia dalle onde sta evolvendo, con recenti progressi focalizzati su dispositivi che adattano la loro forma per massimizzare la cattura di energia. I convertitori di energia delle onde tradizionali (WEC) hanno geometrie fisse, limitando l'efficienza in condizioni di onda variabili. I WEC a forma variabile offrono un'alternativa promettente adattando dinamicamente la loro forma per allinearsi meglio con le forze delle onde, migliorando la produzione di energia senza la necessità di costosi sistemi di potenza reattiva. Studi mostrano significativi miglioramenti nella cattura di potenza utilizzando scafi flessibili e strutture adattabili. Questo progetto, in collaborazione con Iowa State University (USA), esplora i WEC che cambiano forma guidati da attuazione idraulica interna.
Questa tesi magistrale si concentra sullo sviluppo di un modello analitico e numerico di un Flap compressibile a forma variabile per la cattura dell'energia dalle onde. Il Flap è ispirato alla Robotica Soft, in particolare agli attuatori a rete pneumatica morbida (sPNA) utilizzati nelle pinze robotiche. In questa applicazione energetica, il Flap, realizzato in materiale elastomerico, si comprime quando colpito dalle onde, spingendo l'aria da un lato all'altro attraverso un tubo esterno. Questo flusso di fluido può azionare un sistema PTO per l'estrazione di energia, con una turbina Wells come potenziale soluzione. La principale sfida consiste nel modellare accuratamente l'interazione non lineare fluido-struttura, poiché la forma del Flap cambia continuamente, influenzando le forze idrodinamiche e le stime della produzione di energia.
Il candidato utilizzerà MATLAB/Simulink per sviluppare un modello analitico per la dinamica del dispositivo e applicare metodi numerici per approssimare le interazioni idrodinamiche. Questo approccio affronterà il comportamento idrodinamico delle strutture flessibili, aggiornando i parametri idrodinamici in base alla forma del Flap ad ogni passo temporale. La ricerca indagherà come le onde oceaniche e l'attuazione del dispositivo comprimano e decomprimano lo scafo, impattando sulle sue proprietà idrodinamiche e sulle prestazioni complessive.
Il progetto prevede una fase iniziale di formazione presso il Marine Offshore Renewable Energy (MOREnergy) Lab, seguita da un periodo di ricerca di circa cinque-sei mesi (da definire) presso l'Iowa State University. Qui, il candidato svilupperà e affinerà il modello, eseguirà analisi dinamiche e valuterà le prestazioni di conversione energetica del dispositivo. Il progetto mira a progredire nella comprensione e nell'applicazione dei WEC a forma variabile nel campo dell'energia oceanica rinnovabile.
Vedi anche proposal.pdf
Conoscenze richieste Matlab, Simulink, Ansys è un plus.
Scadenza validita proposta 18/10/2025
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