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rapporti - Deliverable

Applicazione avanzata della modellistica SPH e CFD all’analisi della sicurezza operativa degli impianti idroelettrici

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Applicazione avanzata della modellistica SPH e CFD all’analisi della sicurezza operativa degli impianti idroelettrici

Il presente documento è stato redatto nell’ambito del progetto “Studi su potenziali sviluppi delle energie rinnovabili – Metodi per la sicurezza dei bacini idroelettrici e l’utilizzo ottimale della risorsa idrica” definito nell’Accordo Triennale tra il Ministero dello Sviluppo Economico e E.R.S.E. S.p.A. firmato il 29 Luglio 2009. L’attività condotta nel corso del periodo di riferimento si è posta l’obiettivo, sulla base dei risultati ottenuti nel precedente triennio, di finalizzare la metodologia di studio dei problemi legati alla sicurezza dei bacini idroelettrici basata sulla tecnica lagrangiana SPH (Smoothed Particles Hydrodynamics) ad applicazioni a piena scala ed in grado di coprire un ampio spettro di situazioni sia operative che accidentali. Questo obiettivo rientra a pieno titolo nell’ambito della tematica relativa allo sviluppo, adattamento e miglioramento della modellistica numerica SPH finalizzata allo studio di problemi di meccanica dei fluidi a superficie libera e dell’interazione con mezzi solidi incoerenti (i.e. materiali granulari). In particolare, tre sono state le linee di attività cui fare riferimento: 1. attività di sviluppo modellistico che ha portato alla realizzazione del prototipo del codice 3D SPHERA, caratterizzato da un modello matematico tridimensionale di tipo “meshless”, in grado di trattare fluidi e solidi granulari (quali frane e sedimenti), e che presenta caratteristiche informatiche avanzate allo scopo di garantire tempi di calcolo accettabili anche a fronte di problemi assai complessi; 2. utilizzo della metodologia SPH per lo studio di problemi di interesse primario per la sicurezza dei bacini idroelettrici, quali ad esempio quelli legati all’esercizio degli scarichi di fondo, al dam-break e agli sfioratori; 3. confronto dei risultati con tecniche tradizionali CFD, allo scopo di valutare sia il livello di accuratezza dei risultati che le prestazioni in termini di tempi di calcolo e di risorse umane necessarie. L’insieme di queste attività da un lato ha portato alla piena disponibilità di un codice di calcolo operativo e dall’altro ha dimostrato una elevata accuratezza dei risultati anche a fronte di problemi di notevole complessità e che richiedono un accurato dettaglio di analisi per le loro implicazioni sulla sicurezza

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