Academic literature on the topic 'Modellazione dinamica'

Mentre abbondano gli studi sia teorici che sperimentali sulla cinematica e dinamica della torcia nel diffusore a valle della girante, sono piuttosto scarsi i contributi sull’interazione tra la torcia ed il campo di moto all’interno della girante, malgrado sia certo che tale campo di moto viene distorto dalla presenza della torcia, perdendo l’uniformità circonferenziale che è caratteristica del regime a pieno carico (cioè in condizioni di circolazione nulla –‘zero swirl’- all’uscita dalla girante). Il presente studio si propone di affrontare il difficile problema ad un livello di modellazione matematica semplificata, costruendo per tappe successive un campo di moto a potenziale che soddisfi alle presumibili condizioni cinematiche in presenza della torcia. L’ipotesi che consente di elaborare un modello di questo tipo consiste nell’ammettere che nella girante, sotto condizioni di carico parziale, la portata non si riduca in misura uguale per tutti i canali interpalari, ma un certo numero di canali tenda a conservare una portata prossima a quella della condizione di pieno carico, mentre nei canali restanti si instaurano condizioni di portata fortemente ridotta (o prossime allo stallo). Imponendo che tale configurazione ruoti stabilmente con la stessa velocità angolare di precessione da cui è animato il filamento vorticoso della torcia si riesce a chiudere matematicamente il problema. Il modello in questione permette di fare previsioni che potrebbero essere verificate da opportune indagini sperimentali.

II problema in oggetto può essere formulato, come ben noto, a diversi livelli di complessità (e di “completezza” per quanto attiene alia rappresentatività física dei modelli proposti). Ciò è attestato dai numerosissimi contributi in proposito, a partire dal classico approccio “alla Westergaard” (v. concetto di “masse aggiunte”, Westergaard,1993) con fondo del serbatoio rígido (approccio nel quale, al livello più elementare, si assume anche I’ ipotesi di rigidità della struttura e di incomprimibilità del fluido), per arrivare alle formulazioni più recenti in cui si tiene conto, separatamente [8] o congiuntamente, della deformabilità della struttura, della comprimibilità del fluido e della deformabilità del fondo del serbatoio; formulazioni nelle quali in genere il concetto di “masse aggiunte” non è più valido (o va modificato profundamente, ad es. Rendendo tali “masse “ quantità complesse anzichè reali efunzioni della frequenza anzichè costanti). Assai spesso interessa in primo luogo identificare i modi naturali (smorzati o no) di vibrazione della diga, considerata come un sistema elástico lineare, ed in tal caso il problema è direttamente formulato in termini di oscillazioni armoniche (eventualmente con smorzamento: moto “pseudo-armonico”); la risposta ad eccilazioni non periodiche in campo lineare viene allora ricoslruita attraverso la nota tecnica dell’analisi modale.

Lo scopo di questo lavoro di tesi è quello di implementare uno strumento che consenta di modificare i parametri di simulazione BPSim per i diagrammi BPMN. In particolare, ci si concentra sulla progettazione e implementazione di una modellazione dinamica che non è altro che la struttura dati di una progressive web application in grado di integrare la simulazione BPSim in un diagramma di processo. L'integrazione delle informazioni fornite dalla specifica BPSim nei diagrammi BPMN e quindi consentire la simulazione dei processi è un'attività particolarmente interessante per le aziende, poiché consente di ridurre al minimo i tempi di fornitura di nuovi prodotti e servizi, massimizzare i profitti e minimizzare i rischi. ########################################################### The purpose of this work is to implement a tool which allows editing BPSim simulation parameters for BPMN diagrams. Specifically, this project consists in the design and implementation of a dynamic modeling which is the "database" of a progressive web application that is able to integrate the BPSim simulation to a process diagram. Integrating the information provided by the BPSim specification into BPMN diagrams and therefore allowing the simulation of processes is a particularly interesting activity for companies, since it allows to minimize the times with which new products and services are provided, maximize profits and minimize risks.

The present dissertation investigates and models the dispersion/evaporation behaviours of droplets within turbulent jet-spray conditions, employing both high-fidelity simulations as well as low-order modelling approaches. Turbulent sprays are complex multi-phase flows where two or more distinguished phases move together, mutually exchanging mass, momentum, and energy. These complex flows play a crucial role in many industrial applications and in a large variety of natural and environmental processes, whose significance has been further emphasized during the outbreak of the COVID-19 pandemic since respiratory events like sneezing, coughing and speaking are kinds of turbulent sprays laden with pathogen-bearing droplets. Therefore, it is vital to achieve a satisfactory comprehension of the mechanisms governing the process and enhance the model capabilities for applications. To this purpose, the present research was firstly concentrated on the effect of bulk Reynolds number on the evaporation process and clustering of dispersed droplets within a turbulent jet by employing a solver based on a low-Mach number Navier-Stokes equations and the point-droplet approximation for the Lagrangian phase under the Direct Numerical Simulation (DNS) approach. A detailed and systematic analysis was reported in Paper I. Using the DNS data as reference, the model capabilities for Lagrangian droplets evolution under the Large-eddy Simulation (LES) framework by considering the parcel concept has been analyzed (Paper II). Then, the focus was moved to a more practical topic, i.e. virus transmission via respiratory droplets due to the sudden outbreak of the COVID-19 pandemic. Actually, the SARS-CoV-2 virus mainly spreads from an infected individual's mouth or nose when they speak, cough and sneeze, ejecting pathogen-bearing droplets of different sizes, from drops, O(1mm), to small aerosols, O(1μm). To better evaluate the exposure risk related to these respiratory droplets, accurate and computationally intensive LES of turbulent puffs emitted during sneezes in different environmental conditions were performed. The simulations showed how different could be droplet evaporation and virus exposure as a function of environmental conditions (Paper III). An existing numerical parallel in-house code (CYCLON), written in FORTRAN90, has been modified to allow simulations for different scenarios. Inspired by previous findings showing an extended droplet evaporation time with respect to the widely used D2-law model, a revision of the D2-law has been proposed and tested against reference data from DNSs (Paper IV). On the footing of this revised D2-law and an effective correction to the classical Stokes drag to account for droplet inertia as well as considering the latest research on turbulent jets and puffs, an integrated framework able to describe the evaporation-falling-travelling dynamics of respiratory droplets for different environmental conditions and respiratory activities are being put forward and used to assess the effectiveness of physical distancing and face coverings, which was elucidated in Paper V.
The present dissertation investigates and models the dispersion/evaporation behaviours of droplets within turbulent jet-spray conditions, employing both high-fidelity simulations as well as low-order modelling approaches. Turbulent sprays are complex multi-phase flows where two or more distinguished phases move together, mutually exchanging mass, momentum, and energy. These complex flows play a crucial role in many industrial applications and in a large variety of natural and environmental processes, whose significance has been further emphasized during the outbreak of the COVID-19 pandemic since respiratory events like sneezing, coughing and speaking are kinds of turbulent sprays laden with pathogen-bearing droplets. Therefore, it is vital to achieve a satisfactory comprehension of the mechanisms governing the process and enhance the model capabilities for applications. To this purpose, the present research was firstly concentrated on the effect of bulk Reynolds number on the evaporation process and clustering of dispersed droplets within a turbulent jet by employing a solver based on a low-Mach number Navier-Stokes equations and the point-droplet approximation for the Lagrangian phase under the Direct Numerical Simulation (DNS) approach. A detailed and systematic analysis was reported in Paper I. Using the DNS data as reference, the model capabilities for Lagrangian droplets evolution under the Large-eddy Simulation (LES) framework by considering the parcel concept has been analyzed (Paper II). Then, the focus was moved to a more practical topic, i.e. virus transmission via respiratory droplets due to the sudden outbreak of the COVID-19 pandemic. Actually, the SARS-CoV-2 virus mainly spreads from an infected individual's mouth or nose when they speak, cough and sneeze, ejecting pathogen-bearing droplets of different sizes, from drops, O(1mm), to small aerosols, O(1μm). To better evaluate the exposure risk related to these respiratory droplets, accurate and computationally intensive LES of turbulent puffs emitted during sneezes in different environmental conditions were performed. The simulations showed how different could be droplet evaporation and virus exposure as a function of environmental conditions (Paper III). An existing numerical parallel in-house code (CYCLON), written in FORTRAN90, has been modified to allow simulations for different scenarios. Inspired by previous findings showing an extended droplet evaporation time with respect to the widely used D2-law model, a revision of the D2-law has been proposed and tested against reference data from DNSs (Paper IV). On the footing of this revised D2-law and an effective correction to the classical Stokes drag to account for droplet inertia as well as considering the latest research on turbulent jets and puffs, an integrated framework able to describe the evaporation-falling-travelling dynamics of respiratory droplets for different environmental conditions and respiratory activities are being put forward and used to assess the effectiveness of physical distancing and face coverings, which was elucidated in Paper V.

Con questo lavoro si è voluto studiare il fenomeno alla base dell’emissione acustica generato da un disco rotante soggetto a forze esterne. La seguente tesi di laurea è strutturata nel seguente modo: inizialmente vengono brevemente presentati e discussi i componenti che costituiscono un impianto frenante. Quindi è stata eseguita un’analisi critica della letteratura presente riguardante lo studio del fischio dei freni. Infine, viene presentato e discusso il modello matematico di un disco flessibile in rotazione soggetto a forze esterne.

Negli ultimi anni, a causa delle sempre maggiori preoccupazioni per l’impatto ambientale e la reperibilità dei combustibili fossili, è andato aumentando l’interesse per l’efficientamento energetico e i sistemi a fonte rinnovabile. I sistemi ORC (Organic Rankine Cycle), in particolare, emergono in questo contesto come una delle tecnologie più mature per il recupero di calore da sorgenti a bassa entalpia. Questo elaborato di tesi si colloca nella campagna di studio in corso presso il laboratorio DIN dell’Università di Bologna, dove è stato installato un banco prova ORC sperimentale di piccola taglia (la potenza elettrica nominale è pari a 3 kW, con un rendimento termodinamico del 10%). Si sono voluti approfondire in particolare gli aspetti legati al comportamento dinamico e al controllo di questi sistemi, con l’obiettivo di migliorare un modello dell’impianto di laboratorio realizzato in un precedente lavoro di tesi. L’analisi dinamica, una volta che un sistema è stato dimensionato e caratterizzato dal punto di vista termodinamico, risulta un elemento fondamentale per prevedere il comportamento in condizioni diverse da quelle di progetto e per studiare la logica di controllo più adeguata. Naturalmente questo richiede la costruzione di modelli più accurati, in grado di tenere conto anche delle inerzie dei vari componenti. La prima parte dell’elaborato riporta i principali risultati emersi dallo studio della letteratura, in cui si sono indagati sia gli aspetti matematici che quelli legati alla regolazione. La seconda parte è dedicata invece alle prove fatte per estendere la validazione di un modello realizzato in precedenza in ambiente AMESim. Oltre a testare il modello in diverse configurazioni riconducibili a prove sperimentali realizzate in laboratorio si è usato lo strumento informatico per simulare una logica di controllo automatico, di cui il banco prova è attualmente sprovvisto.

Il presente elaborato di tesi ha lo scopo di implementare un modello dell'effetto BYORP, applicato sul sistema di asteroidi binario Didymos, per mezzo di un integratore numerico in dotazione a Matlab chiamato ode89, il quale viene progettato in modo da permettere la valutazione della variazione dei parametri orbitali dell'orbita mutua. La deviazione che l'effetto BYORP provoca nel semiasse maggiore viene poi riottenuta per mezzo di una seconda formulazione di tipo analitico, con l'obiettivo di supportare l'attendibilità dei risultati e l'affidabilità del modello. La valutazione avviene in un periodo di due anni; in questo modo è possibile osservare l'evoluzione dei parametri per pressoché un'intera rivoluzione dell'asteroide attorno al sole e riconoscerne gli eventi che ne modificano l'andamento. L'effetto BYORP deriva da delle forze radiative chiamate Forze di Yarkowsky ed è una perturbazione che agisce sul corpo secondario della coppia di asteroidi, modificandone la sua orbita rispetto al corpo primario. La sua valutazione è necessaria per comprendere il ruolo delle forze non gravitazionali nella dinamica di Didymos, il quale sarà l'obiettivo di un esperimento di deviazione orbitale da parte della missione DART e della missione successiva, Hera, che analizzerà lo scenario post-impatto.

Il lavoro di Tesi riguarda la simulazione energetica dinamica in ambiente Matlab-Simulink di un sistema edificio-impianto con pompa di calore Dual Source, ovvero in grado di sfruttare alternativamente come sorgente termica l'aria esterna o il terreno (attraverso l'accoppiamento con un campo di sonde geotermiche). Vengono analizzate diverse configurazioni impiantistiche e calcolate le relative prestazioni stagionali (in riscaldamento invernale e in raffrescamento estivo) e annuali, tenendo conto anche dei cicli on-off e dei cicli di sbrinamento della macchina.

L’esigenza via via più stringente di mitigare il cambiamento climatico e di trovare fonti di energia alternative all’uso dei combustibili fossili ha determinato negli ultimi anni una sempre più ampia diffusione delle cosiddette smart cities. Le reti di teleriscaldamento si inseriscono pienamente in questo quadro come un sistema di trasporto intelligente dell’energia termica, che soddisfa gli obiettivi indicati di riduzione dei consumi energetici e di abbattimento delle emissioni di inquinanti. La sfida richiesta per la diffusione di questa tecnologia riguarda per lo più lo sviluppo dei sistemi di controllo e di analisi degli elementi di cui si compone. Risulta pertanto determinante l’attività di modellazione numerica delle reti mediante l’utilizzo di strumenti caratterizzati da un alto livello di interdisciplinarità. A tal proposito, il presente lavoro di tesi si inserisce in un’attività di ricerca che vede la modellazione di reti di teleriscaldamento mediante l’ausilio di softwares quali “OpenModelica” e “Dymola”, con lo scopo di fornire nuove metodologie di analisi finalizzate allo studio e all’ottimizzazione della gestione delle stesse. Nello specifico, attraverso una serie di step di modellazione, è stato realizzato per la rete denominata “Nuova Sud” a servizio del Campus Universitario di Parma un modello numerico dinamico che consente di effettuare alcune valutazioni energetiche dirette ad ottimizzare la logica di controllo dell’impianto. Grazie alla descrizione dettagliata dei metodi adottati è possibile utilizzare i risultati ottenuti come punto di partenza per ulteriori sviluppi della rete in esame e, allo stesso tempo, riprodurre i medesimi in attività di analisi dinamica di altre reti.