LINEA 1: COMBUSTIONE

Attività numerica e sperimentale volta ad approfondire la conoscenza dei meccanismi alla base dei fenomeni di instabilità termoacustica nelle turbine a gas, nonché volta allo studio della combustione di tipo MILD (Moderate and Intense Low-oxygen Diluted combustion). Obiettivi: per quanto concerne lo studio dell’instabilità di combustione nelle turbine a gas, tale tematica è nata dalla collaborazione del DMMM con l’Ansaldo Energia ed il Centro Ricerche della Combustione (CCA). Obiettivo è quello di migliorare il modello per l’instabilità di combustione in grado di prevedere le condizioni più pericolose di funzionamento, che portino alla progettazione di nuovi sistemi di smorzamento delle vibrazioni che possono instaurarsi in fase combustiva e danneggiare la camera di combustione.

LINEA 2: FONTI RINNOVABILI (EOLICO, SOLARE, OWC, BIOMASSE)

Studio della conversione dell’energia da fonti rinnovabili e/o alternative in un’ottica di generazione distribuita. Obiettivi: (i) Studio teorico-sperimentale di turbine eoliche ad asse verticale in grado di combinare i requisiti della funzionalità con quelli dell’aspetto estetico in un’ottica di inserimento di tali macchine nei sistemi distribuiti per la produzione di energia, coerentemente con il concetto di “Smart Grid”. (ii) Studio dei siti eolici e all’ottimizzazione di interi parchi eolici. Il tentativo è quello di determinare le condizioni puntuali di ventosità, sulla base dell’orografia del sito e delle condizioni generali di ventosità del luogo. (iii) Nell’ambito dei sistemi di conversione dell’energia ondosa, il gruppo di ricerca è interessato in particolare a sistemi di tipo OWC, che sfruttano le oscillazioni del livello dell’acqua prodotta dalle onde come pistone idraulico per attuare delle turbine; (iv) Studio delle biomasse

LINEA 3: MACCHINE IDRAULICHE

Il principale obiettivo è quello di condurre test per la caratterizzazione in condizioni di flusso permanente di turbomacchine motrici (turbine e/o pompe usate come turbine - pump as Turbine, P.a.T.) ed operatrici (pompe), con particolare attenzione rivolta alle misure di efficienza. Potranno essere condotti anche studi su componenti ausiliari quali gli organi di regolazione (valvole). Obiettivi: Nel breve termine, si intende portare a termine l’allestimento del banco prova pompe/turbine, costituito da un circuito chiuso e pressurizzato, per consentire la caratterizzazione delle turbomacchine durante il loro regolare funzionamento ma anche di favorire le condizioni che portino le macchine stesse ad andare in cavitazione. In parallelo a questo laboratorio, verrà anche ultimato un secondo circuito chiuso avente un tratto costituito da un canale a pelo libero in cui eseguire test su turbine idrauliche ad asse verticale (tipo Darrieus) per lo sfruttamento di piccole cadute disponibili.

LINEA 4: ANALISI E PROCESSAMENTO DI DATI SPERIMENTALI DA MISURE DI GRANDEZZE FISICHE

Analisi e post-processamento di dati provenienti da campagne di misura e/o da simulazioni con lo scopo di validare i modelli teorici proposti attraverso l’individuazione dei parametri più opportuni. In particolare, gli ambiti di interesse comprendono, oltre le applicazioni rivolte all’energia (misure non invasive di vibrazioni su palettaggio rotante, tecniche di misura della portata fluida in condotte, misure di scambio di energia termica in macchinari biomedici), anche l’analisi e elaborazione di immagini biomediche finalizzate a nuove e più accurate tecniche diagnostiche attraverso misure biometriche; ancora, attenzione è posta, nell’ambito della teoria delle misure, allo studio di tecniche statistiche più appropriate per la valutazione dell’incertezza di misura. Obiettivi: caratterizzazione di semplici e non invasive tecniche di misura per portata fluida; sviluppo di nuove e più efficienti tecniche di valutazione dell’affidabilità di macchine, o suoi componenti, di processi diagnostici industriali e biomedici; nell’ambito della teoria delle misure, nuove proposte per una più adeguata valutazione dell’incertezza di misura in vista della revisione della GUM.

MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA

Studio termofluidodinamico dei sistemi di post-trattamento ai fini della limitazione delle emissioni inquinanti, studio delle fasi di aspirazione e scarico, e studio di sistemi per il controllo dei parametri di funzionamento dei motori. Obiettivi: (i) L’interesse per la termofluidodinamica attraverso i catalizzatori per il post-trattamento dei gas di scarico dei motori a combustione interna nasce dalla collaborazione con il CVIT di BOSCH. L’obiettivo è di definire dei modelli CFD che consentano di evitare la simulazione del flusso all’interno dell’intera matrice del catalizzatore sostituendola con una parte di dominio equivalente in grado di garantire le stesse perdite di carico e di far avvenire le stesse reazioni eterogenee di post-trattamento. (ii) Nell’ambito del progetto denominato Innovhead, si vogliono studiare mediante simulazione numerica le fasi di aspirazione e scarico di motori dotati di controllo variabile dell’alzata delle valvole. (iii) Per quanto concerne i dispositivi di controllo dei parametri dei motori a combustione interna, il raggiungimento degli obiettivi imposti dalle normative comunitarie in termini di emissioni prodotte dai motori a combustione interna è necessario dotare i motori di nuovi, economici ed affidabili strumenti per il controllo dei parametri di funzionamento. Per perseguire tale obbiettivo, il gruppo di ricerca sviluppa e testa sensori destinati all’ambito motoristico.

LINEA 6: OLEODINAMICA

Ottimizzazione delle prestazioni di impianti e componenti oleodinamici.
Obiettivi: (i) estendere l’utilizzo di distributori oleodinamici ad azionamento diretto ad applicazioni onerose in termini di portata e pressione, quali possono essere per esempio gli impieghi aerospaziali. (ii) Riduzione del fenomeno della cavitazione nelle valvole oleodinamiche. (iii) Progettazione di attrezzature oleodinamiche basata sull’analisi del comportamento transitorio.

LINEA 7: SCAMBIO TERMICO ED ENERGETICA AMBIENTALE

Studio della convezione naturale in presenza di flussi multifase e scambio termico mediante particelle ceramiche usate come vettore termico Obiettivi: Obiettivi: (i) L’attuale sviluppo dei calcolatori, sia in termini di velocità che di memoria, rende possibile affrontare tematiche impensabili fino a qualche anno fa, una di queste è costituita dai flussi bi-fase che rivestono notevole importanza in fenomeni naturali, per esempio il trasporto di particelle ed inquinanti solidi in atmosfera, e applicazioni industriali, per esempio lo scambio termico in apparecchiature che prevedono una fase gassosa mista ad una fase liquida. (ii) nell’ambito dell’attività relativa alla produzione di energia da biomasse è in fase di sviluppo un piccolo impianto turbogas a combustione esterna di biomassa.