Docente/i: Stefano Sibilla  

Denominazione del corso: Numerical methods in fluid mechanics
Codice del corso: 504879
Corso di laurea: Ingegneria Civile, Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ICAR/01
Crediti formativi: CFU 3
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Fornire allo studente una conoscenza di base dei metodi numerici applicati all'analisi idraulica e fluidodinamica, imparando ad applicarli con consapevolezza, anche con l'utilizzo di pacchetti software dedicati.

Programma del corso

Equazioni della meccanica dei fluidi
Principi di conservazione della massa e della quantità di moto. Equazioni di Eulero e di Navier-Stokes.

Metodi di discretizzazione delle equazioni
Richiami al metodo delle differenze finite. Accuratezza, stabilità, diffusione numerica. Il metodo dei volumi finiti. Tecniche di calcolo dei termini di flusso.

Soluzione numerica delle equazioni di Navier-Stokes
Metodi per la linearizzazione del termine convettivo. Metodi di proiezione per la soluzione delle equazioni del moto di fluidi incomprimibili. Metodi SIMPLE e PISO. Trattamento della superficie libera in schemi Euleriani: il metodo VoF (Volume of Fluid).

Modelli di turbolenza
Cenni alla teoria del moto turbolento. Equazioni mediate di Reynolds. Energia cinetica turbolenta e sua dissipazione. Metodi k-epsilon.

Smoothed Particle Hydrodynamics
Soluzione numerica dal punto di vista Lagrangiano. Approssimazione kernel e approssimazione alle particelle. Soluzione delle equazioni di Navier-Stokes con la tecnica SPH. Imposizione delle condizioni al contorno.

Prerequisiti

Conoscenza della teoria di base della Meccanica dei Fluidi e del Calcolo Numerico.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 23
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

J.H. Ferziger, M. Peric. Computational methods for fluid dynamics. Springer.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Discussione di una relazione sulle esercitaizoni svolte durante il corso.