Descrizione del modulo "Riduzione dell’Impatto Ambientale (TA.P07.020.001)"

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  • Descrizione del modulo "Riduzione dell’Impatto Ambientale (TA.P07.020.001)" (literal)
Tematiche di ricerca
  • Studio sulle possibili alterazioni dello strato limite turbolento finalizzate alla riduzione della resistenza d'attrito. Tecniche e modelli per l'analisi degli effetti di drag reduction indotti dall'uso di microbolle e di rivestimenti nano strutturati con proprietà superidrofobiche. Metodi di calcolo per l'analisi idrodinamica ed idroacustica di sistemi propulsivi (eliche convenzionali, propulsori azimutali, sistemi ad eliche controrotanti). Metodi di calcolo per l'analisi interazionale di sistemi multicomponenti e dei fenomeni di scattering indotti dalla volta di poppa, dalle appendici mobili, dalla superficie libera. Modelli previsionali del rumore irradiato nell'ambiente da navi in configurazione completa e in diverse condizioni operative. Studio della propagazione acustica subacquea. Classificazione delle navi in base all'EEDI (indice di efficienza energetica). (literal)
Competenze
  • Il gruppo di ricerca opera da molti anni nei diversi settori dei sistemi propulsivi, dell' interazione fluido-struttura e dell'aero/idroacustica, con competenze di elevato livello, testimoniate dal numero di pubblicazioni e di partecipazioni a Congressi, dal numero di progetti e commesse finanziati da diversi committenti e dal prestigio delle collaborazioni internazionali, attive sia nel settore navale che in quello aeronautico. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Le attività previste all'interno del modulo sono tese al miglioramento dell'impatto ambientale di un veicolo marino. Conseguentemente, sia le tecniche sperimentali che i metodi teorico-numerici trovano potenziale e naturale impiego nella cantieristica navale di ogni tipo e livello, colmando le evidenti lacune degli attuali processi produttivi nei riguardi del risparmio energetico e, soprattutto, dell'impatto sull'ambiente e sulla fauna marina. (literal)
Tecnologie
  • Gli studi previsti sulla riduzione della resistenza di attrito prevedono la messa a punto di strategie di acquisizione e analisi dei dati in grado di fornire indicazioni sulle modifiche indotte alla struttura dello strato limite turbolento. Le simulazioni numeriche verranno invece condotte tramite codici sviluppati in Istituto e basate prevalentemente su metodologie RANS e BEM per la parte idrodinamica e la cosiddetta analogia acustica (soluzioni integrali dell'equazione di Ffowcs Williams-Hawkings nei domini tempo-frequenza) per la parte acustica. (literal)
Obiettivi
  • Messa a punto di tecniche di misura per la riduzione della resistenza indotta attraverso alterazioni dello strato limite turbolento Individuazione di criteri per la stima della riduzione dei consumi e delle immissioni in atmosfera (su scala reale). Messa a punto di modelli computazionali per l'analisi delle prestazioni di propulsori (convenzionali e non) ad elevata efficienza idrodinamica. Studio dei vantaggi energetici derivanti dall'adozione di soluzioni elettriche o ibride rispetto ad apparati convenzionali con motori primi diesel e dal solo aggiornamento del propulsore su vecchie imbarcazioni (retrofit). Sviluppo e validazione di modelli teorico-numerici per l'analisi aero/idroacustica di sistemi propulsivi ad ala rotante, in configurazione singola e/o multicorpo. Sviluppo e validazione di modelli teorico-numerici finalizzati all'analisi dei fenomeni di scattering e al controllo tonale e broadband del rumore. Utilizzo integrato di differenti tecniche di modellazione in funzione delle sorgenti, delle distanze di rilevamento, e del tipo di impatto considerato. Individuazione di criteri di classificazione delle navi in base all'indice di efficienza energetica. (literal)
Stato dell'arte
  • La ricerca nell'ambito delle tecniche di insufflaggio di aria e/o l'impiego di superfici superidrofobiche per la riduzione della resistenza è tesa ad una comprensione dei meccanismi alla base di fenomeni, allo sviluppo di tecniche comparative dei diversi approcci ed allo studio delle applicazioni su scala reale. L'analisi idroacustica di sistemi propulsivi ad ala rotante e di configurazioni multicorpo complesse, rappresenta un tema di notevole interesse per le applicazioni industriali come testimonia il crescente interesse sui temi dell'inquinamento acustico e la tendenza degli Organismi Internazionali di Certificazione a emanare norme più stringenti sull'emissione. La ricerca è tesa a sviluppare e validare modelli teorico-numerici per l'analisi dei meccanismi di generazione del rumore subacqueo e fornire tool di predizione idroacustica nel settore navale. Per l'analisi fenomenologica della propagazione in acqua, le attività si basano sul World Ocean Simulation System (WOSS), un sistema di procedure numeriche e banche dati sperimentali, e sull'utilizzo integrato di differenti tecniche di modellazione in funzione di sorgenti, distanze di rilevamento e tipo di impatto considerato. (literal)
Tecniche di indagine
  • Le tecniche di indagine sperimentali per l'analisi dei fenomeni di drag reduction inerenti lo strato limite consistono prevalentemente in metodi anemometrici hot wire e PIV (Particle Image Velocimetry) e nei rilievi di pressione a parete. Le tecniche numeriche indirizzate alla simulazione idrodinamica ed idroacustica dei sistemi in esame riguardano essenzialmente lo sviluppo di solutori con codici in Fortran 77 e Fortran 90. (literal)
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