B1993 - SIMULAZIONE MULTISCALA DI APPARECCHIATURE PER L'INDUSTRIA CHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Scopo del corso è fornire i principali strumenti per affrontare la simulazione di apparecchiature impiegate nei processi dell’industria chimica, con particolare attenzione ai casi di sistemi reattivi, multifase e operanti con “materia soffice” (sospensioni, emulsioni, schiume, materiali granulari), con l’obiettivo di mettere a punto metodi di ottimizzazione e passaggio di scala. Al termine del corso, lo studente sarà in grado di identificare gli approcci modellistici più adeguati per affrontare la simulazione alle diverse scale di interesse, dal livello molecolare, alla mesoscala fino alla macroscala e avrà acquisito elementi sui metodi di accoppiamento delle diverse metodologie.

Contenuti

Prerequisiti
- Bilanci di materia e di energia
- Fluidodinamica
- Meccanismi di trasferimento di calore e di materia

Programma

1. Richiami di calcolo vettoriale, equazioni differenziali, meccanica statistica
2. Passaggio multiscala: dal discreto al continuo
3. Continuum Fluid Dynamics
4. Modellazione della turbolenza come processo multiscala: Applicazione nella simulazione di apparecchiature dell’industria chimica.
5. Introduzione alla teoria dei mezzi porosi: passaggio di scala in mezzi porosi, volume averaging.
6. Introduzione alla simulazione di sistemi dispersi: Equazione di Bilancio di popolazione
7. Esempi di applicazione di calcoli di fluidodinamica numerica

 

Testi/Bibliografia

• Berendsen, H. C “Simulating the physical world : hierarchical modeling from quantum mechanics to fluid dynamics”, Cambridge : Cambridge University Press, 2007
• Ramkrishna, D.: Population Balances: Theory and Applications to Particulate Systems in Engineering, Academic Press, 2000
• Bear, J. And Bachmat, Y. “Introduction to Modeling of Transport Phenomena in Porous Media”, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands 1990
• Wilcox, D. C. “Turbulence modeling for CFD”, DCW Industries 1993
  

[NOTA: I testi indicati rappresentano testi di riferimento consigliati, che contengono sezioni utili per approfondire parti del programma; non sono seguiti in modo dettagliato].

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni in aula.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova finale da sostenere dopo il termine delle lezioni. Essa consiste nella presentazione di una prova orale di tipo non strutturato.
La prova è volta ad accertare la comprensione dei principi alla base della modellazione multiscala. Sarà inoltre verificata la capacità di identificare i modelli più adeguati a descrivere selezionati casi trattati a lezione alle diverse scale di interesse e i metodi di accoppiamento.
Le date dei 6 appelli di ciascun anno accademico vengono stabilite nel rispetto dal calendario accademico e pubblicate on-line almeno un mese prima della data fissata. Per sostenere la prova d'esame è necessaria l'iscrizione tramite “Alma esami”, nel rispetto inderogabile delle scadenze previste.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, lavagna, tracce, schemi, schede e testi di esercizi di preparazione all'esame.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Nicodemo Di Pasquale