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ANDREA CIMARELLI

Professore Associato
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"

Insegnamento: Turbulence

Ingegneria del veicolo (Offerta formativa 2024)

Obiettivi formativi

Il corso si pone l'obiettivo di fornire gli strumenti necessari per la comprensione di flussi turbolenti e per il loro controllo nella progettazione industriale. Tali strumenti includono la conoscenza dei formalismi statistici e teorici alla base della dinamica della turbolenza. Lo studente sarà quindi in grado di comprendere l'evoluzione di flussi turbolenti attraverso le conoscenze fornite dagli strumenti teorici, di predirne quantitativamente le caratteristiche principali attraverso i risultati delle teorie stesse e infine di identificare gli strumenti statistici più adatti per la loro caratterizzazione.

Prerequisiti

Calcolo vettoriale, equazioni differenziali, meccanica razionale, statistica e fluidodinamica.

Programma del corso

1) Proprietà universali dei flussi turbolenti (0.8 cfu, 8 ore)
2) Teoria della turbolenza omogenea isotropa (0.9 cfu, 9 ore)
3) Decomposizione di Reynolds e equazioni mediate (0.3 cfu, 3 ore)
4) Turbolenza libera (scie, getti e mixing layer) (1.1 cfu, 11 ore)
5) Entrainment: miscelamento, resistenza, separazione e riattacco strato limite (0.5 cfu, 5 ore)
6) Turbolenza di parete (0.8 cfu, 8 ore)
7) Miscelamento turbolento di scalari passivi (0.6 cfu, 6 ore)
8) Miscelamento turbolento di scalari attivi (0.8 cfu, 8 ore)
9) Strutture coerenti e tecniche di controllo della turbolenza (0.2 cfu, 2 ore)

Metodi didattici

Durante le lezioni frontali il docente presenterà esaustivamente tutti i contenuti del corso comprese le dimostrazioni e i metodi di soluzione. Le lezioni saranno erogate in lingua inglese.

Testi di riferimento

Il materiale didattico sarà fornito dal docente attraverso il canale Teams del corso e comprende slides, registrazioni e dispense. Inoltre, si consigliano i seguenti testi:

1- "Turbulent flows", Stephen B. Pope.
2- "Turbulence", Uriel Frish.
3- "A first course in turbulence", H. Tennekes and J.L. Lumley

Verifica dell'apprendimento

L'esame è svolto al termine delle lezioni e si compone di un unica prova scritta con domande a risposta libera della durata di circa 3 ore. Tale prova è volta a verificare le conoscenze acquisite e sarà seguita da una discussione orale dello scritto stesso. Il voto deriva dal risultato dello scritto. In particolare, ad ogni domanda è assegnato un punteggio in trentesimi e il voto finale sarà dato dalla somma dei punteggi ottenuti nelle signole domande. L'esito verrà comunicato alla fine della discussione orale. Non è ammessa la consultazione di testi e o appunti durante la prova.

Risultati attesi

1- Conoscenza degli strumenti statistici per la caratterizzazione di flussi turbolenti;
2- Conoscenza dei risultati fondamentali delle teorie sulla turbolenza;
3- Conoscenza delle stime teoriche sulle proprietà dei flussi turbolenti;
4- Conoscenza delle tecniche fondamentali per il controllo della turbolenza;