L'attività di ricerca di
Leonardo Sandrolini si articola
principalmente nelle seguenti tematiche:
- Compatibilità elettromagnetica
(a) studio dei metodi e delle tecniche per il calcolo e la misura
dell'efficienza di schermatura
(b) accoppiamenti elettromagnetici all'interno di contenitori
metallici
(c) modelli per la previsione delle interferenze elettromagnetiche
nei convertitori switching
(d) interferenze elettromagnetiche nei sistemi di trazione
ferroviaria
- Caratterizzazione elettromagnetica dei materiali
(a) studio ed estrazione della permittività complessa di materiali
dispersivi
(b) studio delle proprietà elettriche di materiali adesivi per
restauro odontoiatrico
- Aspetti elettrici dell'energetica
(a) caratterizzazione elettrica di sorgenti rinnovabili di energia
elettrica
(b) trasmissione wireless dell'energia elettrica con tecnica non
radiativa
- Analisi di campi elettromagnetici.
- Compatibilità elettromagnetica
(a) studio dei metodi e delle tecniche per il calcolo e la
misura dell'efficienza di schermatura
L'attività riguarda lo sviluppo e la messa a punto di una
metodologia analitica per il calcolo dell'efficienza di schermatura
di schermi multistrato per campi magnetici a bassa frequenza. Sono
evidenziati i limiti di validità dell'approssimazione
quasi-magnetostatica.
È stata inoltre avviata un'attività di ricerca rivolta allo studio
dei metodi e delle tecniche di misura dell'efficienza di
schermatura. Sono state studiate le proprietà schermanti di
tessuti e non tessuti elettricamente conduttivi.
(b) accoppiamenti elettromagnetici all'interno di contenitori
metallici
L'attività è svolta in collaborazione con il George Green
Institute for Electromagnetic Research dell'Università di
Nottingham, Regno Unito e ha riguardato lo sviluppo di un metodo di
previsione degli accoppiamenti elettromagnetici all'interno di
contenitori metallici. L'accoppiamento elettromagnetico può essere
rappresentato in termini di circuiti equivalenti per le strutture
irradianti e di linee di trasmissione per i percorsi di
propagazione della guida d'onda multimodale. Il metodo è stato
inoltre esteso per trattare gli accoppiamenti tra monopoli/dipoli
elettrici in presenza di piani metallici.
(c) modelli per la previsione delle interferenze elettromagnetiche
nei convertitori switching
L'attività di ricerca ha riguardato prevalentemente la messa a
punto di modelli matematici per la previsione dei disturbi
elettromagnetici irradiati da convertitori switching. Sono stati
elaborati modelli per le emissioni elettromagnetiche irradiate da
cavi di interconnessione e/o di alimentazione alimentati da
tensioni periodiche, sinusoidali e non, ad alta frequenza in
presenza o meno di un piano di terra.
(d) interferenze elettromagnetiche nei sistemi di trazione
ferroviaria
L'attività ha riguardato lo studio delle interferenze
elettromagnetiche nei sistemi di trazione ferroviaria,
articolandosi anche nell'ambito di due progetti di ricerca PRIN
finanziati dal MIUR, il più recente dei quali è stato rivolto al
monitoraggio dell'integrità dei materiali dell'infrastruttura
ferroviaria in relazione alle interferenze elettriche. E' stata
sviluppata una metodologia per la determinazione degli
accoppiamenti conduttivi tra una linea ferroviaria a c.c. e
strutture metalliche interrate. Il modello consente di
rappresentare una linea ferroviaria su viadotto anche in presenza
di un sistema di raccolta delle correnti vaganti e di calcolare le
correnti e le tensioni sulle strutture metalliche vittime
dell'interferenza in funzione della posizione del veicolo sulla
linea ferroviaria.
- Caratterizzazione elettromagnetica dei materiali
(a) studio ed estrazione della permittività complessa di materiali
dispersivi
L'attività di ricerca è rivolta alla messa a punto di un metodo
per l'estrazione della permittività complessa di materiali
dispersivi in funzione della frequenza. La permittività complessa
è ottenuta dalla conoscenza di una grandezza misurabile, la cui
espressione analitica funzione della permittività stessa sia nota.
Sono stati sviluppati sia algoritmi basati sul metodo dei minimi
quadrati del tipo Marquardt-Levenberg, sia algoritmi stocastici del
tipo di ottimizzazione a sciame.
Inoltre, in parziale collaborazione con ricercatori stranieri del
mondo industriale, l'attività è stata anche rivolta alla
determinazione delle proprietà elettriche di materiali da
costruzione per predire l'efficienza di schermatura, e allo
sviluppo di un approccio di modellazione per materiali compositi
contenenti fibre conduttive uniformemente e casualmente disperse.
(b) studio delle proprietà elettriche di materiali adesivi per
restauro odontoiatrico
Nell'ambito di un Progetto Strategico di Ateneo dell'Università di
Bologna per Giovani Ricercatori denominato IDeA (Innovation in
Dental Adhesion), è stata inoltre condotta una ricerca con
l'obiettivo di approfondire la conoscenza dei meccanismi che
facilitano la penetrazione e la conseguente adesione ai tessuti
dentali dei materiali polimerici utilizzati nella odontoiatria
restaurativa. Si ha infatti l'evidenza sperimentale di un
miglioramento di tale adesione quando la applicazione di tali
materiali avviene sotto la azione di un campo elettrico, rispetto
alle tradizionali tecniche di applicazione mediante
pennellini.
- Aspetti elettrici dell'energetica
(a) caratterizzazione elettrica di sorgenti rinnovabili di energia
elettrica
L'attività di ricerca si è articolata prevalentemente nell'ambito
di due progetti di ricerca finanziati rispettivamente dal MIUR a
livello nazionale e dall'Università di Bologna a livello locale.
E' stato messo a punto di un modello circuitale non lineare di una
cella a combustibile di tipo PEM, che ne rappresenta il
comportamento a regime e dinamico e può essere impiegato nella
simulazione di sistemi più complessi (sistemi di trazione
elettrica, o di alimentazione di utenze in isola o distribuita) per
verificarne la stabilità in condizioni di funzionamento ordinario
e di guasto. L'attività di ricerca ha inoltre riguardato la
caratterizzazione elettrica di moduli fotovoltaici a partire dalle
caratteristiche sperimentali corrente-tensione. I parametri del
circuito equivalente a doppio diodo sono stati estratti mediante
una tecnica di calcolo distribuito (parallelo e interlacciato)
appositamente sviluppata, basata su un algoritmo di ottimizzazione
a sciame.
(b) trasmissione wireless dell'energia elettrica con tecnica non
radiativa
La ricerca, svolta in parziale collaborazione con ricercatori del
mondo industriale, ha riguardato la caratterizzazione accurata di
un sistema di trasmissione wireless di energia elettrica composto
da due bobine risonanti accoppiate magneticamente in aria. I
parametri del circuito equivalente del sistema (resistenza, auto
induttanza e mutua induttanza) dipendono dalla geometria del
sistema (raggio delle bobine e distanza relativa, raggio del
conduttore, distanza tra le spire) e dalla frequenza.
- Analisi di campi elettromagnetici
L'attività scientifica ha riguardato la determinazione di punti ad
X in distribuzioni di campi magnetici stazionari, problematica
particolarmente importante nella fase di progettazione dei
divertori per macchine tokamak.
