POLITECNICO DI MILANO

Ingegneria Meccanica

Laboratorio progettuale CAD

 

 

REVERSE ENGINEERING E ANALISI CFD DI UN CUPOLINO

             I software computational fluid dynamics meglio noti con il nome abbreviato CFD sono in grado di modellare a livello teorico il campo di velocità di un fluido che investe un corpo attraverso l’utilizzo delle equazioni di Navier-Stokes.

             Questo tipo di analisi è certamente molto complicata e risulta molto difficile anche la scelta del software più adatto. Proprio lo scorso anno i “ragazzi della GP10” non hanno potuto effettuare le loro analisi per via di numerosi problemi dovuti alla presenza di micro cavità nella struttura. Per questi motivi il tema principale delle prime riunioni con gli altri gruppi era la scelta dei corretti software sia per il disegno che per la successiva analisi; un’errata considerazione di qualsiasi tipo avrebbe portato nuovamente ai medesimi problemi e ad un “nulla” di fatto.

Ogni gruppo ha quindi operato delle prove preliminari per la scelta del più corretto software da utilizzare.

             Noi in particolare abbiamo confrontato Comsol e Fluent congiuntamente a Gambit. La nostra attenzione si  focalizzata, in prima analisi, sui software Fluent (risolutore) e Gambit (utilizzato per creare la mesh) a cui per prova abbiamo sottoposto una tubazione investita da flusso laminare con risultati accettabili: successivamente abbiamo intrapreso l’analisi di superfici più complesse riscontrando numerosi problemi fin dalla creazione della mesh: le strutture importate presentavano microcavità che ostacolavano la creazione della mesh.

             In collaborazione con gli altri gruppi coinvolti nell’analisi CFD si è giunti quindi alla conclusione che il miglior software di utilizzo sarebbe stato Comsol.

             La difficoltà maggiore nell’utilizzo di questo software è stata la scelta del formato di scambio per poter importare la geometria del cupolino in maniera corretta. Dopo numerose prove l’unico formato sufficientemente affidabile si è rivelato essere lo STEP (.stp).

 

 

Procedimento per punti dell’analisi CFD:

· Importazione del file STP.

· Creazione del volume di controllo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             È importante che sia sufficientemente grande da far si che non si verifichino              effetti di bordo, ed abbastanza lungo per permettere al flusso di stabilizzarsi, e              non avere dei risultati errati nelle zone interessate.

· Sottrazione dei volumi: volume di controllo senza il volume del cupolino, in modo da creare una sorta di stampo negativo del cupolino sul quale si andrà ad effettuare l’analisi CFD.

· Definire le condizioni al contorno. Si possono adottare due differenti procedimenti: il primo consiste nel definire le velocità in ingresso e in uscita e lavorare così in pressioni relative, il secondo nell’impostare sulle sezioni piane un riferimento delle velocità e uno delle pressioni, così da simulare il comportamento dei flussi in pressioni assolute. E’ stato effettuato il secondo procedimento, in particolare si è considerato un flusso entrante di velocità 30m/s e come condizione di uscita una pressione di 101325 Pa, pari a quella atmosferica.

· Realizzazione della Mesh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

· Calcolo dei risultati, sfruttando l’algoritmo lineare

 

 

 

 

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