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Simulazione numerica di tecniche innovative per la rimozione controllata dell’interrimento dei serbatoi

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Simulazione numerica di tecniche innovative per la rimozione controllata dell’interrimento dei serbatoi

Applicazioni della metodologia SPH per studiare tecniche innovative di rimozionecontrollata basate su microesplosioni. Realizzazione di una apparecchiatura sperimentale. Innovazioni modellistiche nel codice SPHERA e validazione con i dati sperimentali. Applicazioni ingegneristiche dimostrative (dam break, scouring, tsunami, fenomeni di erosione).

L’attività di sviluppo di modelli fluidodinamici SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) innovativi,condotta nell’ambito della Ricerca di Sistema, ha portato alla realizzazione, messa a punto e validazionedel codice tridimensionale SPHERA. Si tratta di un modello numerico particolarmente adatto arappresentare flussi a superficie libera e multifase, in presenza di fenomeni transitori assai rapidi e complessi. In questo ambito rientra la proposta di una tecnica innovativa per la rimozione controllata di sedimenti in serbatoi (bacini idroelettrici), tramite sequenze controllate di microesplosioni. Tale attività è stata affrontata sia sviluppando ed adattando SPHERA, al fine di rappresentare questa tipologia di fenomeni multi-fase, sia predisponendo una struttura sperimentale idonea alla generazione dei dati sperimentali indispensabili per la validazione del modello numerico. Inoltre, nell’ambito dell’ampliamento delle prospettive applicative del codice SPHERA ed allo scopo di incrementarne leprestazioni, l’accuratezza dei risultati ed il campo di applicabilità, sono state portate avanti attività di sviluppo modellistico, con la realizzazione di nuove formulazioni modellistiche SPH che si affiancano, in SPHERA, a quelle di base, già presenti. A tal proposito sono state realizzate applicazioni dimostrativerelative alla rappresentazione degli effetti della propagazione di un’onda anomala, di erosione a valle di una traversa fluviale, e la riformulazione di un evento di dam break allo scopo di dimostrare l’efficacia delle migliorie modellistiche introdotte. I risultati ottenuti nelle varie fasi di attività, confrontati con dati sperimentali ed in alcuni casi con tecniche di CFD (Computational Fluid Dynamics) tradizionali, portano a concludere che il codice SPHERA, con i nuovi modelli implementati, consente non solo di supportare la messa a punto di tecniche innovative di rimozione dei sedimenti non altrimenti modellabilinumericamente con la stessa accuratezza, ma anche che esso può essere impiegato in numerosi campi di applicazione in cui sono coinvolti transitori temporali molto rapidi. Infine è stata verificata la portabilità su diverse piattaforme e la fruibilità del codice anche da parte dei potenziali utenti finali.

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